第八届青年地学论坛

土壤无机碳是一种重要的土壤碳形式，在干旱和半干旱地区的储量远大于相应的土壤有机碳储量。生物炭作为一种有机碳封存技术，可以增加表层土壤无机碳。然而，生物炭对深层土壤碳循环和碳储量的研究还处于空白。基于胶体级生物炭颗粒，尤其是田间老化的胶体级生物炭，在土壤中具有较强迁移能力。本研究开展生物炭长期施用农田后对深层土壤碳库的影响，发现了田间施用生物炭30、60 和90 t·hm^-2 使土壤剖面（0-2米）碳总量分别增加了71%、182%和210%，其中土壤无机碳的显著增加主要在深层土壤。在深层土壤主要增加的无机碳是碳酸钙，是添加生物炭中本身无机碳的100 余倍。施用在表层土壤生物炭引起深层土壤无机碳大量累积的机制如下：（1）胶体级生物炭向下迁移，显著提高了深层土壤pH 值，形成了有利于碳酸盐沉淀的土壤pH 环境；（2）迁移到深层土壤的生物炭可以作为沉淀核，与水中的碳酸根离子形成大量碳酸盐沉淀。研究成果对于了解生物炭施用的长期效应和增加深层土壤储备碳的能力以及全球范围内土壤减少二氧化碳排放具有重要意义。