土壤有机碳:增强风化固碳技术中被忽视的关键路径

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Global Change Biology 12

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  来自国际团队的研究人员针对增强风化(Enhanced Weathering)技术固碳效率问题展开研究,通过15个月的中宇宙实验发现,传统关注的两种无机碳(CO2)封存路径效率低下(仅0.12 t CO2/ha),而有机碳(SOC)通量比无机路径高25倍。研究首次揭示矿物-有机质相互作用形成的稳定碳库可能成为增强风化技术中更具潜力的固碳途径。

  

这项突破性研究重新定义了增强风化(Enhanced Weathering)技术的固碳机制。传统认知聚焦于两种无机路径:成土碳酸盐(pedogenic carbonate)形成和风化产物淋溶,但15个月的中宇宙(mesocosm)实验给出了颠覆性结论。在施用50吨/公顷玄武岩(basalt)和5吨/公顷钢渣(steel slag)的处理组中,实际无机碳(CO2)封存量微乎其微(<0.12 t CO2/ha),绝大多数碱基阳离子被交换性复合体吸附或形成次生矿物(如氢氧化物和铝硅酸盐黏土),根本不需要CO2溶解来维持电荷平衡。

有趣的是,土壤有机质(SOM)分解导致的CO2排放量(玄武岩+0.9、钢渣+1.1 t CO2/ha)竟是无机固碳量的25倍!但惊喜在于,硅酸盐改良促进了植物碳输入,更通过矿物-有机质相互作用将碳转移到更稳定的土壤库中。土壤团聚体形成和矿物结合这两种机制,像"分子保险箱"般锁住了有机碳。虽然短期内土壤有机碳(SOC)储量未见显著变化,但碳形态分布向稳定态转移的发现,为增强风化技术开辟了新思路——有机路径可能比无机路径更具固碳潜力。这项研究犹如打开潘多拉魔盒,提醒科学界:要准确评估增强风化的气候效益,必须长期监测矿物-有机质相互作用对碳循环的重塑作用。

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