典型岩溶断陷盆地溶蚀速率对海拔高度和土地利用方式的响应

柯 静, 邓 艳*, 岳祥飞, 梁锦桃 , 李旭尧 , 曹建华, 吴 松

1)中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室,自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室, 广西桂林 541004;

2)桂林理工大学环境科学与工程学院, 广西桂林 541006

岩溶断陷盆地在我国的云南东部、四川西部地区相对集中分布, 是我国“两屏三带”重要生态安全战略区(曹建华等, 2016)。盆地内部由于新构造运动强烈, 地形起伏大, 呈现出断陷盆地特有的气候垂向变化、土壤植被分带性强等特点(王宇等,2017)。地质、气候的复杂多变叠加不合理的人类活动造成断陷盆地内部水土流失和石漠化严重, 生物多样性低等生态环境问题, 是我国石漠化综合工程治理的重要区域之一。

岩溶作用发生在地球浅表区域, 有研究表明,其对环境变化反应敏感(Liu et al., 2010; 蒋忠诚等,2011), 积极参与全球碳循环并能产生数量可观且较为稳定的碳汇效应(Suchet and Probst, 1993; Jiang and Yuan, 1999; 刘再华, 2000; 张强, 2012; 蒋忠诚等, 2013), 其研究对于把握区域石漠化治理机理、生态修复工作展开以及碳汇效应研究具有重要意义。岩溶作用或过程可以用岩溶溶蚀速率来定量表示(袁道先和蔡桂鸿, 1988)。在岩溶环境系统中, 土壤在岩溶作用与岩溶生态系统中扮演着极其重要的角色(曹建华等, 2003; 李阳兵等, 2006; 李强等,2021; 刘鹏等, 2021), 土地利用方式可以通过改变土壤理化性质和土壤微环境来影响岩溶作用(蓝家程等, 2013), 章程等人对广西弄拉岩溶区研究发现,林地、园地土下溶蚀量明显高于休耕地、灌丛, 岩溶作用较强(章程等, 2006); 刘文等人研究发现, 受人类活动影响较大的旱地、水田中的岩溶作用强于人类活动逐渐减弱的退耕林、山竹混交林、竹林(刘文等, 2014)。李光超等人研究表明, 板栗树下的试片溶蚀速率高于周围其他土地利用方式, 岩溶区板栗树的种植对岩溶作用有促进作用(李光超等,2012)。蓝家程等人研究表明, 退耕还林地的土下溶蚀量约为耕地的 7倍, 植被的恢复有利于增强岩溶作用强度(蓝家程等, 2016)。有关岩溶作用对土地利用方式响应的相关研究取得了许多成果, 但以典型岩溶断陷盆地为背景, 植被类型差异明显的土地利用方式下, 不同海拔高度、不同土壤深度对岩溶作用同时进行系统研究的较少。

基于以上原因, 本文以云南小江流域这一典型岩溶断陷盆地为例, 采用标准溶蚀试片法, 结合土壤有机质、土壤CO2、土壤体积含水量、土壤温度和电导率等土壤因子, 探讨断陷盆地地区不同海拔高度和土地利用方式下的试片溶蚀速率特征并分析其影响因素, 了解不同海拔高度下各土地利用方式的试片溶蚀速率, 有助于把握岩溶断陷盆地内部的岩溶作用特征, 以期为区域石漠化治理、生态修复工作以及碳汇效应研究提供参考依据。

1 研究区概况

小江流域(24°10′-24°45′N, 103°30′-104°5′E)位于云南省东南部, 行政区划主要属于哈尼族彝族自治州泸西县, 小部分属于师宗县和弥勒县(图1A)。流域属于典型亚热带高原季风气候, 雨热同期,干湿季分明。流域年平均气温为15.2°C, 多年平均降雨量966.8 mm。

图1 研究区采样示意图Fig. 1 Schematic diagram of sampling in the study area

小江流域地处滇东岩溶高原面边缘及河谷斜坡地带, 是典型的岩溶断陷盆地地貌。流域总体地势为东高西低, 北高南低。根据形态特征, 流域内地貌分为盆地上游岩溶台地槽谷区, 盆地外围岩溶中山区、盆地周围岩溶峰丛洼地区、盆地沉积平坝区和岩溶河谷区(王宇等, 2017)。流域内主要出露的地层以中生界三叠系为主, 灰岩、石灰岩分布面积最广, 分布的主要土壤类型有碳酸盐岩红壤, 碎屑岩红壤, 碳酸盐岩黄壤、紫色土, 水稻土等。主要植被为乔木林、灌丛和牧草。

2 研究方法

2.1 试片制作

采用标准溶蚀试片法(袁道先和蔡桂鸿, 1988),统一采用广西桂林七星岩上泥盆统融县组石灰岩做成的标准溶蚀试片(圆形, 直径4 cm, 厚0.3 cm), 经102°C烘8 h至恒重密封。

2.2 试片埋取

2018年 7月, 在云南小江流域泸西县境内选取海拔高度变化明显的区域(中山区、平坝区和河谷区)的弃耕地、草地、灌木地、松树林地、柏树林地及其他林地(样地基本情况见表 1)等 6种土地利用方式(图1B), 挖一个长、宽各40 cm, 深约70 cm的土壤剖面, 在剖面土下 5 cm、土下 20 cm、土下40 cm和土下60 cm处分三个方向各埋设1个试片,共埋放试片456片(图1C)。为避免上下层试片可能产生的影响, 采用水平放置且上下错开的方式。

表1 样地基本情况Table 1 Basic situation of plots

2019年7月, 在试片放置1个水文年后, 回收试片并用蒸馏水冲洗, 经102°C烘8 h至恒重后称重, 回收试片411个, 回收率为90.13%。根据以下公式计算测算试片的溶蚀速率(章程等, 2006):

其中ER为溶蚀速率, 单位为 mg·cm–2·a–1;W1为试片埋设前重量(g),W2位回收后试片重量(g);T为试片埋放天数(d);S为试片的表面积(约为28.9 cm2)。

利用试片溶蚀速率结合经验公式可以计算出岩溶碳汇强度和碳汇量, 岩溶碳汇强度计算公式如下(黄奇波等, 2013):

式中,F表示试片碳汇强度, 单位为tCO2·km–2·a–1;ER为试片溶蚀速率,单位为mg·cm–2·a–1;Q为所采用试片的碳酸岩纯度, 标准溶蚀试片为0.97;MCO2/MCaCO3[0]为CO2与CaCO3的分子量比值, 为0.44。

岩溶碳汇量计算公式如下(黄奇波等, 2013):

式中,G为岩溶碳汇量, 单位 tCO2·a–1,S′表示岩溶区面积, 单位km2。

2.3 土壤温度、湿度和电导率测定

在放置和取回试片时使用便携式土壤三参数速测仪(Delta-T, HH2/WET)测定了土壤剖面5 cm、20 cm、40 cm和60 cm处的土壤温度、土壤体积含水量以及电导率。

2.4 土壤CO2含量测定

在放置和取回试片时用 GASTEC-CO2测试仪(GASTEC, 2H)分别测量土壤剖面 5 cm、20 cm、40 cm和60 cm处的土壤CO2含量。测试仪所采用的试剂为白色的C2H4, 与CO2反应呈紫色, 当测试仪所采土壤气体中的CO2与试剂充分反应后, 通过读取该测试仪内含试剂管白色-紫色界面处的刻度值获得所测点的土壤CO2含量。

2.5 土壤有机质测定

使用重铬酸钾氧化-外加热法对样品土壤中的有机碳含量进行测定, 并通过土壤有机碳与土壤有机质的换算系数计算出土壤有机质的含量(刘光崧,1996), 计算公式如下:

其中,V表示土壤有机质含量(%),V1–V2为氧化前后所消耗的FeSO4的标准溶液体积之差(mL),c为FeSO4标准溶液的浓度(mol·L–1),m为测试样品的质量(g), 0.003为 1/4碳原子的摩尔质量(g·mol–1),1.724为有机碳与有机质之间换算的系数。

2.6 数据处理

采用 Excel2007和 SPSS22软件对数据进行处理分析, 采用单因素方差分析和最小显著差异法分析模型(LSD)研究试片溶蚀速率特征, 并利用相关、回归分析方法分析影响试片溶蚀速率的因素。此外,在研究不同海拔高度的试片溶蚀速率时, 由于不同海拔高度其他林地这一土地利用类型的样点较少,不具代表性, 因此舍去。

3 结果与分析

3.1 不同土地利用方式下的溶蚀速率

研究区试片溶蚀速率最高值出现在松树林地土下60 cm处, 最低值出现在灌木林地土下5 cm处(表2)。土下5 cm处不同土地利用方式试片溶蚀速率大小排序为弃耕地＞松树林地＞草地＞柏树林地＞其他林地＞灌木林地, 土下 20 cm处不同土地利用方式试片溶蚀速率大小排序为松树林地＞草地＞弃耕地＞灌木林地＞其他林地＞柏树林地, 土下40 cm、60 cm处不同土地利用方式试片溶蚀速率大小排序为松树林地＞草地＞灌木林地＞弃耕地＞其他林地＞柏树林地。

以土下5 cm、20 cm、40 cm和60 cm试片溶蚀速率的平均值作为土下 0–60 cm 试片平均溶蚀速率(表2), 结果显示, 各土地利用方式试片平均溶蚀速率按大小顺序排列为: 松树林地((3.98±0.41) mg·cm–2·a–1)＞草地((3.59±0.45) mg·cm–2·a–1)＞弃耕地((3.16±0.42)mg·cm–2·a–1)＞ 灌木林地 ((2.90±0.44) mg·cm–2·a–1)＞其他林地 ((2.21±0.18) mg·cm–2·a–1)＞ 柏树林地((2.16±0.28) mg·cm–2·a–1)。分析结果表明: 土下5 cm处, 除弃耕地与灌木林地试片溶蚀速率差异显著外(p＜0.05), 其余土地类型间无显著差异(p＞0.05); 土下40 cm处, 除松树林地和柏树林地试片溶蚀速率差异显著外(p＜0.05), 其余土地类型间无显著差异(p＞0.05); 土下20 cm、60 cm处, 6种土地利用类型下试片溶蚀速率无显著差异(p＞0.05); 土下0–60 cm试片平均溶蚀速率除松树林地、柏树林地和其他林地间有显著差异外(p＜0.05), 其他土地利用类型间均无显著差异(p＞0.05)。

3.2 不同土壤深度的溶蚀速率

由表 2得知, 土下 5 cm处试片溶蚀速率在0.78～1.95 mg·cm–2·a–1之间, 土下 20 cm 处试片溶蚀速率在2.33～3.83 mg·cm–2·a–1之间, 土下40 cm处试片溶蚀速率在 2.41～4.63 mg·cm–2·a–1之间, 土下60 cm 处试片溶蚀速率在 2.75～5.39 mg·cm–2·a–1之间。以6种土地利用方式各土壤深度的溶蚀速率平均值分别作为土下5 cm、20 cm、40 cm、60 cm处的平均溶蚀速率(图2), 结果表明: 土下5 cm、60 cm处的试片平均溶蚀速率具有极显著差异(P＜0.01),各土壤深度试片平均溶蚀速率大小排序为土下60 cm((4.14±0.40) mg·cm–2·a–1)＞土下 40 cm ((3.41±0.31)mg·cm–2·a–1)＞土下 20 cm ((3.10±0.28) mg·cm–2·a–1)＞土下 5 cm((1.27±0.14) mg·cm–2·a–1)(图 2A)。各土地利用方式(除弃耕地外)下的试片平均溶蚀速率随土壤深度的加深其变化趋势比较一致, 呈现出增加趋势, 且土下5–20 cm试片平均溶蚀速率的增幅均远高于土下 20–40 cm、40–60 cm(图 2B)。总体上, 随着土壤深度从土下5 cm到土下60 cm变化, 试片平均溶蚀速率逐渐增加。

表 2 不同土地利用方式下试片溶蚀速率(mg·cm–2·a–1)对比Table 2 Comparison of karst dissolution rates (mg·cm–2·a–1) under different land use types

图2 不同土壤深度的试片溶蚀速率Fig. 2 Karst dissolution rates at different soil depths

3.3 不同海拔高度的溶蚀速率

一定海拔高度范围内各土地利用方式土下5–60 cm试片的溶蚀速率图显示(图3), 5种土地利用方式下不同土壤深度的试片溶蚀速率随着海拔的增加皆波动变化明显。整体上, 试片溶蚀速率高值大部分位于海拔较高区域, 海拔低值区域的试片高溶蚀速率值相对较少, 随海拔升高试片溶蚀速率呈增加趋势。利用SPSS软件对5种土地利用方式下的试片溶蚀速率与海拔做相关性分析及显著性检验(表 3), 结果显示:R=0.328,p＜0.01, 表明试片溶蚀速率与海拔具有极显著的正相关关系。另外, 5种土地利用方式下各土壤深度的溶蚀速率与海拔的相关性分析结果有(表3): 土下5 cm处,R=0.516,p＜0.01;土下 20 cm 处,R=0.250,p＞0.05; 土下 40 cm 处,R=0.357,p＜0.05; 土下 60 cm 处,R=0.453,p＜0.01。说明海拔对于试片溶蚀速率的影响会因土壤深度的不同而有所差异, 表现为土下5 cm处的试片溶蚀速率相对于土下20 cm、土下40 cm、土下60 cm处更易受到海拔高度的影响, 正相关性R系数最高。这与土下5 cm(地表)处的土壤受到海拔高度变化的作用(降水、气温、生物活动等因素的改变)最为直接有关。

图3 不同海拔高度下的试片溶蚀速率Fig. 3 Karst dissolution rates under different altitudes

表3 海拔高度与试片溶蚀速率的相关性分析

Table 3 Correlation analysis of altitude and karst dissolution rate

注: **表示在p＜0.01水平显著相关。

3.4 岩溶碳汇量估算

以各土地利用方式土下5–60 cm试片平均溶蚀速率为依据来计算各土地利用方式下的岩溶碳汇强度(表 4), 并结合土地利用面积来估算研究区各土地利用下岩溶总碳汇量。研究区主要土地利用类型为林地、耕地、草地、建设用地和水域等, 其中林地面积 417.13 km2, 耕地面积 485.52 km2, 草地面积 4.14 km2, 三种土地利用面积占总面积的89.85%(徐烨等, 2018)。因此, 利用林地、耕地、草地三种土地利用下的岩溶碳汇强度来进行研究区岩溶碳汇量初步估算, 林地下岩溶碳汇强度为灌木、松树、柏树、其他林地下的岩溶碳汇强度均值(12.01 tCO2·km–2·a–1), 耕地下的岩溶碳汇强度与弃耕地相当(章程等, 2006), 结合公式(3)计算出研究区林地、耕地、草地下年碳汇量为11 613.11 tCO2·a–1,约为珠江流域岩溶年碳汇量的 0.38%(蒋忠诚等,2013)。研究区平均岩溶碳汇强度为12.80 tCO2·km–2·a–1, 与前人(徐烨, 2019)通过岩溶水化学法估算出的结果(7.995 0 tCO2·km–2·a–1)相比,相对较大。

表4 不同土地利用方式下的岩溶碳汇强度Table 4 Intensity of karst carbon sinks under different land use types

3.5 溶蚀速率影响因素

3.5.1 溶蚀速率与土壤因子的相关分析和回归分析

岩溶区土壤环境复杂, 土下试片溶蚀速率会受到多种土壤因子作用, 为了解各土壤因子对试片溶蚀速率的影响程度, 对研究区试片溶蚀速率、有机质、土壤CO2含量、土壤体积含水量、土壤温度及电导率进行相关分析和回归分析(表5)。相关分析结果显示, 研究区试片溶蚀速率与土壤温度、电导率呈极显著负相关关系(p＜0.01); 与土壤有机质含量呈显著正相关关系(p＜0.05); 与土壤体积含水量、土壤 CO2含量的相关性并未达到显著水平(p＞0.05)。另外, 以试片溶蚀速率为因变量, 有机质、土壤温度、电导率、土壤CO2含量、土壤体积含水量分别为自变量进行回归分析。回归分析结果表明, 除土壤CO2含量、土壤体积含水量外, 其他土壤因子与试片溶蚀速率的拟合方程皆达到显著性水平(p＜0.05)。其中, 有机质(SOM)、土壤温度(T)、电导率(EC)与试片溶蚀速率(ER)的回归方程分别是ER=–0.895+0.645SOM(R2=0.154,p=0.02);ER=11.849–0.392T(R2=0.152,p=0.00);ER=6.237–0.042EC(R2=0.405,p=0.00)。相关分析和回归分析结果表明试片溶蚀速率与有机质、土壤温度、电导率等土壤因子间的线性关系显著, 土壤温度、电导率与试片溶蚀速率呈负相关关系, 土壤有机质与试片溶蚀速率呈正相关关系; 而土壤CO2含量、土壤体积含水量与试片溶蚀速率的线性关系显著性低, 作为影响试片溶蚀速率的重要因子, 其作用过程可能较为复杂, 仍需进一步探究。

3.5.2 溶蚀速率与土壤CO2含量、土壤体积含水量

就土壤CO2含量而言, 研究区草地、灌木林地、松树林地、柏树林地和其他林地的土壤CO2含量高于弃耕地的土壤 CO2含量(图 4)。这与人类活动的干扰如翻耕土地会释放出土壤中的CO2有关, 导致弃耕地土壤CO2含量相对较低。从不同土壤深度来看, 各土地利用方式下的土壤 CO2含量在不同土壤层位的变化趋势不尽相同, 除弃耕地外, 其余土地利用方式下的土壤 CO2含量随土壤深度加深, 其变化趋势均先增加后减少, 具有双向性。土壤体积含水量可以反映土壤水分情况, 研究区 6种土地利用方式除柏树林地外, 其余土地利用方式下土壤体积含水量差别不大; 且随着土壤深度的增加, 6种土地利用方式下土壤体积含水量均具有增加趋势。

表5 试片溶蚀速率与各土壤因子的关系模型Table 5 Regression equation between karst dissolution rates and soil properties

分析图4得知, 土壤CO2含量、土壤体积含水量对试片溶蚀速率的影响程度在不同土地利用方式下有所差异; 对比不同土壤深度试片溶蚀速率与土壤 CO2含量、土壤体积含水量发现, 研究区土壤CO2含量与溶蚀速率的变化趋势在土下0–40 cm范围内较一致, 随后不同; 土壤体积含水量与溶蚀速率的变化趋势对应关系较好, 二者是影响不同土壤深度试片溶蚀速率的关键因子。

图4 各土地利用方式下不同土壤深度的土壤CO2含量、土壤体积含水量与溶蚀速率(A, B, C, D, E, F分别表示弃耕地, 草地, 灌木林地, 松树林地, 柏树林地以及其他林地)Fig. 4 CO2 concentrations, Soil volumetric water content and karst dissolution rates in different soil depths under various land use types (A, B, C, D, E, F distribution means abandoned cultivated land, grassland, shrub land, pine forest land,cypress forest land and other forest land)

4 讨论

4.1 溶蚀速率对土地利用方式的响应

土地利用可通过改变土壤的理化性质及局部微环境来对土下试片溶蚀速率进行作用, 不同土地利用方式下试片溶蚀速率及其主控因素均有所差异。章程等人对广西弄拉岩溶系统进行研究时发现,各土地利用方式下溶蚀量从大到小排列为园地、林地、耕地、休耕地与灌丛, 林地和园地土下岩溶作用主要土壤有机质控制, 耕地和灌丛则主要受土壤CO2控制(章程等, 2006)。蓝家程等人研究发现, 旱季试片溶蚀速率大小排序为林地＞草地＞菜地, 土壤CO2是影响林地和草地试片溶蚀速率的重要因素(蓝家程等, 2013)。本研究发现, 各土地利用下试片平均溶蚀速率按大小顺序排列为: 松树林地(3.98±0.41 mg·cm–2·a–1)＞草地(3.59±0.45 mg·cm–2·a–1)＞ 弃耕地 ((3.16±0.42) mg·cm–2·a–1)＞ 灌木林地((2.90±0.44) mg·cm–2·a–1)＞ 其他林地 ((2.21±0.18)mg·cm–2·a–1)＞柏树林地((2.16±0.28) mg·cm–2·a–1)。通常情况下, 沿着植被的正向演替, 土下岩溶作用呈现增强趋势, 但土下试片溶蚀速率会因为乔木的种类、其他环境因素和人类活动强度而有所区别(李恩香等, 2004; 刘文等, 2014; 黄奇波等, 2015)。松树林地的溶蚀速率高, 与其下土壤 CO2含量高有关,驱动了土下岩溶作用发生(章典和师长兴, 2002)。草地和灌丛的根系相对于林地而言, 其发育集中在土壤浅层(0–40 cm), 生物活动和土壤呼吸较强会产生CO2, 此外, 两种土地利用方式下土壤水分较高,因此土壤CO2和土壤水分是影响草地和灌丛溶蚀速率呈现高值的主要因素(李涛等, 2013)。弃耕地由于曾经人类活动施加肥料, 土壤有机质含量高, 这可能是弃耕地试片溶蚀速率较高的主要原因(李恩香等, 2004)。柏树林地和其他林地的土壤中CO2含量、有机质含量丰富, 溶蚀速率却相对较低, 这可能与乔木的树种和其他环境因子(如电导率、土壤温度)等有关。

研究区试片平均溶蚀速率从土下 5 cm到土下60 cm依次增加, 这与北方半干旱岩溶区土下试片溶蚀速率特征不同(黄奇波等, 2015), 与东北湿润岩溶区、南方岩溶区的土下试片溶蚀速率特征相似(梁永平等, 2007; 刘文等, 2014)。研究区与北方干旱半干旱地区相比, 区域内热量和降水条件好, 土壤中CO2含量相对于地表要高, 且随着土壤深度的加深,土壤体积含水量呈现增加趋势(图 4), 推动了土下岩溶作用(何师意等, 1997), 土下试片溶蚀速率呈现高值。

另外, 研究区试片溶蚀速率与年均温度相近的广西弄拉峰丛洼地岩溶区的试片溶蚀速率相当(章程等, 2006), 这可能与研究区试片埋放期间的年降雨量(1125 mm)有关, 研究区埋放试片期间的年降雨量与弄拉岩溶区当年的降雨量(1090 mm)相近。一般情况下, 在雨热配套的亚洲季风气候区, 降雨量越大, 年溶蚀量越大(袁道先等, 1994)。

4.2 溶蚀速率对海拔高度的响应

王冬银等(2007)通过研究亚高山雨季各植被下的岩溶作用发现相同植被类型下不同海拔高度的岩溶区溶蚀量存在较大差异, 这与本文研究结果相似。此外, 研究发现, 五种土地利用方式下试片溶蚀速率随海拔升高波动变化, 整体上试片溶蚀速率与海拔有极显著的正相关性(R=0.328,p＜0.01), 呈现增加趋势。这与海拔在一定程度上能够引起温度、有机质、降水、植被等的变化, 进而或直接或间接改变了土壤微环境和土壤理化性质, 最终对试片溶蚀速率产生影响有关。

马国飞等(2017)通过研究天山台兰河上游草地海拔高度与土壤理化性质的关系时发现, 土壤表层有机质含量具有随海拔高度增加而趋向增大的特点。这与本文研究结果相同, 分析发现土壤表层有机质与海拔高度具有极显著正相关性(R=0.333,p＜0.01), 一般来说, 海拔越高土壤温度越低, 土壤湿度越大, 越有利于有机质的积累(刀静梅等, 2017),对土下试片溶蚀速率具有促进作用(表5)。降水是影响不同海拔高度试片溶蚀速率的重要因素, 通常情况下, 在雨热配套的亚洲季风区, 降雨量与岩溶溶蚀速率呈正相关关系(袁道先等, 1994)。研究区区域内小气候变化遵循一般规律, 随海拔高度的增加,降水量递增, 蒸发量递减(王宇等, 2017), 对土下岩溶作用有促进作用。土壤温度也会对土下岩溶作用产生影响, 通常情况下, 土壤温度与气温有较好的对应关系, 气温随着海拔升高而逐渐降低(周礼华等, 2019), 研究区土壤温度与海拔高度呈极显著负相关(R= –0.333,p＜0.01)。而土壤温度与试片溶蚀速率呈负相关(表 5), 这与刘文等人(2014)的研究结果不同。研究区海拔较高区域土壤温度低而试片溶蚀速率高, 这可能是因为在西南岩溶背景下, 对土下岩溶作用而言, 降水比温度更重要(章程, 2011)。因此, 多种因素综合作用下, 表现为研究区土下试片溶蚀速率与海拔高度呈现极显著正相关特点。

5 结论

(1)各种土地利用方式下的试片溶蚀速率具有一定差异, 土下0–60 cm的试片平均溶蚀速率按大小排列顺序为: 松树林地((3.98±0.41) mg·cm–2·a–1)＞草地((3.59±0.45) mg·cm–2·a–1)＞弃耕地((3.16±0.42)mg·cm–2·a–1)＞灌木林地 ((2.90±0.44) mg·cm–2·a–1)＞其他林地 ((2.21±0.18) mg·cm–2·a–1)＞ 柏树林地((2.16±0.28) mg·cm–2·a–1); 从土下 5 cm 到土下60 cm, 试片平均溶蚀速率依次增加; 随海拔升高,试片溶蚀速率呈增加趋势, 二者呈极显著正相关(R=0.328,p＜0.01)。

(2)以6种土地利用的土下试片平均溶蚀速率计算得出研究区平均岩溶碳汇强度为12.80 tCO2·km–2·a–1, 林地、耕地、草地下年碳汇量为 11613.11 tCO2·a–1, 约为珠江流域岩溶年碳汇量的0.38%。

(3)土下试片溶蚀速率受到多个土壤因子的共同作用, 各土壤因子对试片溶蚀速率的影响程度和方向因土地利用、土壤深度、海拔等的差异而有所区别。

Acknowledgements:

This study was supported by National Key Research and Development Program of China (No.2016YFC0502506), Key Research and Development Program of Guangxi (No. Guike AB110004), and Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (No. JYYWF20182003).