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土壤CO2浓度与土壤呼吸密切相关,地表CO2排放强烈依赖于土壤CO2浓度积累和分布。喀斯特(Karst,岩溶)土壤被认为是喀斯特空气和喀斯特洞穴中CO2的主要来源;在喀斯特区,土壤层是比较关键和特殊的环节,该区土壤库中CO2含量的高低直接影响着表层岩溶带岩溶作用的发生,土壤CO2溶于水易形成碳酸,与碳酸盐岩等基岩反应消耗土壤中的CO2,是大气CO2的一个重要碳汇。喀斯特槽谷石漠化区生态环境脆弱,是地质作用和生物作用很好的结合点,掌握喀斯特槽谷石漠化区碳循环的运行规律和机制可为我国喀斯特槽谷区土地利用、农业发展和经济建设提供重要的理论支撑,为实现喀斯特地区CO2的和谐循环提供一定的理论依据。本研究以重庆市酉阳县龙潭喀斯特槽谷石漠化区为研究区,2017年6月-2018年12月运用高精度仪器对龙潭喀斯特槽谷两侧顺、逆层坡(顺层坡石漠化程度较重、逆层坡石漠化程度较轻)开展高分辨率气温、降水量、土壤温度、土壤湿度和土壤CO2浓度动态监测,定月测试分析土壤水化学和岩溶泉水化学(包括HCO3-、Ca2+水化学指标和电导率、pH地球化学指标),探讨土壤CO2浓度在日尺度、季节尺度和不同日降雨量的变化规律和影响因素,并就岩溶泉水化学和土壤水化学对土壤CO2浓度的响应及岩溶作用进行分析讨论。研究发现:(1)日尺度上,土壤CO2浓度与土温和气温的昼夜变化基本一致,随气温和土温的升高而升高,降低而降低,白天土壤CO2浓度大于夜晚;每日土温峰谷值出现的时间均滞后于每日土壤CO2浓度峰谷值出现的时间,存在迟滞效应。土壤CO2浓度比土温提前14h达到峰值,提前12h达到谷值;一天中,顺层坡土壤CO2浓度在7:009:00左右达到谷值,逆层坡土壤CO2浓度在9:0012:00左右达到谷值;但顺、逆层坡土壤CO2浓度均在下午16:00左右达到峰值。这可能与太阳光照的朝升夕落有关,土壤CO2浓度主要来自于植物根系呼吸和土壤微生物呼吸,喀斯特石漠化区土壤根系呼吸和微生物呼吸对光照和气温变化具有高度敏感性,使土壤CO2浓度对光照和气温的变化具有迅速的响应。季节尺度上,土壤温湿度和土壤CO2浓度都具有夏秋高、冬春低的季节变化特征;夏季土壤CO2浓度波动幅度最大,冬春季节土壤CO2浓度波动幅度较小。夏秋季节土壤CO2浓度主要受土壤湿度的影响;冬春季节,土壤CO2浓度主要受土壤温度的影响;土壤CO2浓度与土壤温湿度的的关联度大小与本区的气候特点有着密切的联系。(2)降雨事件下,土壤温湿度、土壤CO2浓度对不同强度降雨事件有不同的响应。土壤温湿度、土壤CO2浓度对小雨事件无明显响应,土壤CO2浓度主要受土壤温度的影响;土壤温湿度和土壤CO2浓度对中雨事件响应明显,土壤CO2浓度主要受土壤湿度的影响;暴雨事件下,除暴雨初期,土壤CO2浓度随土壤湿度的升高而降低外,暴雨事件整体上促进了土壤CO2浓度的上升。(3)不同地貌部位下,逆层坡土壤CO2浓度及其变化幅度大于顺层坡。在短时降温升温期,顺层坡土壤CO2浓度与土温的相关性(R2=0.76)比逆层坡土壤CO2浓度与土温的相关性(R2=0.46)强。顺层坡对外界变化(气温、降水)的响应速度比逆层坡快,尤其是在暴雨天气的影响下,顺层坡土壤温湿度易出现极端变化,这主要与顺层坡岩层倾向和山坡坡向一致,坡面土壤易流失,裸岩出露率大有关。这表明,石漠化程度越严重,土壤温湿度和土壤CO2浓度对外界环境反应越敏感。(4)岩溶泉水、土壤水中的Ca2+、HCO3-、电导率均在高温多雨的季节达到峰值,在低温少雨季节达到谷值,这与土壤CO2浓度的季节变化趋势基本一致。逆层坡土壤CO2、土壤水化学浓度总体上大于顺层坡,这表明气温和降水量一致的条件下,石漠化程度越轻,土壤CO2浓度越大,岩溶作用越强。