我国北方黄土高原是巨大的碳库,其无机碳储量达8.5×10²PgC,每年截储大气碳的规模也在150万吨碳左右。碳酸盐矿物在中国黄土中十分富集,其含量最高可达20%（其中约有90%为次生碳酸盐矿物）。同碳酸盐岩溶蚀过程一样,黄土中的碳酸盐矿物在水溶作用下消耗大气/土壤中的CO₂,形成碳汇,参与全球碳循环过程。由于黄土中的碳酸盐矿物结构分散、颗粒细小、水—土接触面大,从而加速了碳酸盐矿物的溶蚀过程,提高了碳汇通量。因此,黄土区碳汇研究对于全球碳收支平衡估算具有重要意义。选择山西吕梁临县黄土区青凉寺沟流域为研究区,分析区内不同土地利用方式黄土中无机碳含量、分布特征及影响因素;研究黄土水中的离子来源,并通过离子比值和同位素分析探讨不同端元贡献比例;利用水化学径流法和溶蚀试片法对流域内的碳酸盐矿物和硅酸盐矿物溶蚀作用及碳汇效应进行了评估;最后针对溶蚀试片法在黄土区计算碳汇得出的结果偏小的问题,对比分析了全国范围内不同气候带岩溶流域的溶蚀试片数据,探讨该法的影响因素及其在黄土碳汇计算中的适宜性问题。主要得出以下结论:（1）与世界其他地区的黄土数据相比,研究区黄土表现出贫SiO₂、Fe₂O₃,富CaO、MgO的特点,其碳酸钙含量介于1.80%¹8.31%之间,平均值为11.64%。土壤有机碳含量大田作物地>荒地>果树林地;而土壤无机碳含量大田作物地>果树林地>荒地。研究区不同土地利用方式土壤CO₂含量差异较大:果树林地、大田作物地、荒地土壤CO₂含量变化范围分别为0.210%⁰.643%,0.246%⁰.603%,0.190%⁰.677%。其中果树林地以杏树地土壤CO₂含量最高,大田作物地以大豆地土壤CO₂含量最高。土地利用方式的不同,即表现在作物类型、作物根系发育程度、土壤微生物活性及耕作方式等方面的差异,这些因素都影响着土壤CO₂浓度。从固碳增汇角度考虑,黄土区大田作物地种植大豆较为适宜,果树林地种植杏树较为适宜。除了土地利用方式,研究区土壤呼吸还受到水热因子的影响,其对温度的响应高度依赖于土壤含水量,土壤CO₂的产生速率更多受水热因子耦合作用的影响。（2）青凉寺沟黄土流域水化学类型为重碳酸硫酸—钠型（HCO₃-?SO₄²-Na⁺）（地表水）和重碳酸—钠型（HCO₃--Na⁺）（地下水）。运用化学计量法、Gibbs图解法和风化作用参数结合Galy正演模型对黄土水化学物质端元分析表明:研究区黄土水化学主要来自于大气沉降、人类贡献、蒸发盐矿物、硅酸盐矿物和碳酸盐矿物,它们对流域总溶解物质贡献比分别为:1.66%、6.32%、10.38%、62.23%、19.31%。黄土区长时间的水—矿物作用及细小的硅酸盐矿物颗粒形态是硅酸盐矿物溶解贡献占主导的主要原因,阳离子置换反应、土壤—盐分浸出与蒸发以及人类输入对硅酸盐矿物溶解也有一定的贡献。（3）黄土矿物的平均化学风化速率为9.31t/（km²?a）,而对大气中CO₂的消耗速率达6.34t CO₂/（km²?a）,明显高于同纬度三川河岩溶流域的碳汇速率(5.28t CO₂/（km²?a）。利用水化学径流法计算出流域的矿物化学风化的大气CO₂消耗量为0.18?10⁴t/a,其中碳酸盐矿物风化消耗量占44.5%,为0.81?10³t/a;硅酸盐矿物风化消耗量占55.5%,为0.10?10⁴t/a。利用DIC端元贡献模型分析不同碳酸盐矿物端元对其的贡献比。结果显示:流域内大气/土壤CO₂对地下水中DIC的贡献率变化范围为37.22⁵7.61%,平均值为48.45%;原生碳酸盐矿物对地下水的DIC中的贡献比例在16.86⁴0.05%之间,平均值为30.03%;次生碳酸盐矿物对地下水的DIC中的贡献比例在17.70²6.21%之间,平均值为21.52%。（4）溶蚀试片法所计算出的碳汇强度仅为水化学径流法计算的碳汇强度的1/15。为了阐明溶蚀试片法是否适合在黄土区应用,收集中国从北到南30个溶蚀试验点试片溶蚀的数据,同时选择南川河流域和乌江中上游流域与研究区进行对比分析,分析影响试片溶蚀速率的气候条件、土壤物理化学性质和土地利用等因素。分析表明,降水对溶蚀速率的影响比温度影响更大,尤其是对土下试片溶蚀速率的影响。同时结果显示:土壤中的无机碳是导致试片表面碳沉积进而导致碳汇的计算结果明显偏小的主要原因。因此,利用溶蚀试片法在黄土地区进行碳汇计算时应充分考虑高含量的土壤无机碳对计算结果的影响,避免在高含量无机碳的土壤环境中直接使用溶蚀试片法计算溶蚀速率和碳汇强度。