Abiotinis karbonato tirpinimas sugauna anglį pusiau dykumoje mokslinės ataskaitos

Abiotinis karbonato tirpinimas sugauna anglį pusiau dykumoje mokslinės ataskaitos

Anonim

Dalykai

  • Aplinkos monitoringas
  • Geochemija

Anotacija

Paprastai manoma, kad dykumų ekosistemos išmeta CO 2 į atmosferą, tačiau naujausi sausumose atlikti tyrimai parodė, kad dirvožemis gali absorbuoti CO 2 abiotiškai. Tačiau abiotinės anglies absorbcijos mechanizmai ir tiksli vieta išlieka neaiškūs. Čia mes panaudojome dirvožemio sterilizaciją, 13 CO 2 pridėjimą ir aptikimo metodus, kad 13 C atsekti Mu Us dykumos šiaurinėje Kinijoje dirvožemyje. Pridėjus 13 CO 2, didelis kiekis 13 CO 2 buvo absorbuotas sterilizuotame dirvožemyje, ir nustatyta, kad 13 C yra prisodrintas tiek dirvožemio dujinėje fazėje, tiek ištirpintoje neorganinėje anglyje (DIC). Tolesnė analizė parodė, kad apie 79, 45% viso dirvožemyje absorbuoto 13 C buvo įstrigę DIC, o 13 C kiekis dirvožemio dujinėje fazėje sudarė tik 0, 22% viso absorbuoto 13 C temperatūros. Tačiau apie 20, 33% bendras absorbuotas 13 C liko nepastebėtas. Mūsų rezultatai rodo, kad vyrauja karbonato tirpimas, o dirvožemio skysčio fazė gali sulaikyti didžiąją dalį abiotiškai absorbuotos anglies. Gali būti, kad įstrigusi anglis, esanti dirvožemio skysčio fazėje, patenka į požeminį vandenį; tačiau šiai hipotezei pagrįsti reikia papildomų tyrimų.

Įvadas

Sausos žemės (sausringų ir pusiau sausų dykumų ekosistemos) užima apie 41% pasaulio sausumos paviršiaus 1 ir per dirvožemio CO 2 srautą išskiria daug anglies. Vis dėlto kai kuriose dykumų ekosistemose, ypač nakties metu, pavyzdžiui, Mojave dykumos 4, 5, Didžiojo baseino dykumos 6 ir Chihuahuano dykumos Šiaurės Amerikoje, Gurbantungguto dykumos, 8, 9, stebimas grynasis anglies pasisavinimas. ir Mu Us dykuma 10, 11 Azijoje ir sausas slėnis Antarktidoje 12 . Nors anglies absorbcija šiais atvejais yra skirtinga, ji taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį sausumos anglies cikle dėl didelio sausumos ploto 10, 13 . Dėl „anomalios“ ir kintančios dirvožemio anglies sankaupos rodo, kad dirvožemio anglies ciklas dykumų ekosistemose yra gana sudėtingas 14, 15 .

Nors yra žinoma, kad CO 2 pasisavinimą dirvožemyje sukelia abiotiniai procesai ir tai yra svarbu kai kuriems aplinkos veiksniams (pvz., Temperatūrai, dirvožemio vandens kiekiui ir oro slėgiui) 8, 10, 12, 16, 17, ankstesnių tyrimų neatskleidė pagrindinis dirvožemio abiotiškai absorbuoto CO 2 mechanizmas, kuris yra būtinas norint geriau suprasti CO 2 absorbciją dirvožemyje sausumose 18 . Taikant 13 C izotopų žymėjimo metodą nepažeistam dirvožemiui, mes anksčiau nustatėme, kad didžioji dalis absorbuotos anglies gali išsaugoti kietąją dirvožemio fazę 19 ; tačiau dėl biootinių procesų įtakos negalėjome parodyti abiotinio CO 2 absorbcijos ir sekvestracijos mechanizmo. Taigi reikia atlikti papildomus abiotiškai absorbuotos anglies tyrimus.

Manoma, kad abiotinis karbonato dinamiškumas yra pagrindinis CO 2 absorbcijos dirvožemyje veiksnys 10, 20, o dalyvaujantys abiotiniai procesai gali būti išreikšti 21 :

Image

Image

Kadangi Ca-silikato atmosferos išlyginimas yra labai lėtas procesas, jo galima nepaisyti pagal dydžių ar metinę skalę22, o atmosferos susidarymas karbonatais gali padėti geriau paaiškinti CO 2 absorbciją dirvožemyje. Tačiau reakcijos yra grįžtamos. Joks ankstesnis tyrimas šiuo metu tiesiogiai neįrodė, ar vyrauja karbonatų tirpimas ir ar gali sukelti abiotinę atmosferos CO 2 absorbciją sausumoje. Čia mes iškėlėme hipotezę, kad karbonato tirpimas gali sukelti abiotinę atmosferos CO 2 absorbciją dykumos dirvožemiuose. Hipotezei patikrinti mes panaudojome sterilizacijos, išplovimo metodą ir 13 CO 2 izotopų atsekamųjų metodiką, kad ištirtume abiotinį dirvožemio CO 2 mainą ir 13 C dirvožemio skysčio bei garų fazių gausą Mu Us dykumos šiaurinėje Kinijoje dykumoje.

Rezultatai

Abiotinio 13 CO 2 absorbcijos kiekis

Pakeitus 12 CO 2 kameroje, pradinis 13 CO 2 kiekis kameros atmosferoje buvo 446 μmol. Po 12 h (visą naktį) galutinis atmosferos 13 CO 2 kiekis kameroje buvo 149 μmol. Sterilizuotame dirvožemyje absorbuojamas 13 CO 2 kiekis - iki 297 μmol.

13 C gausa (δ 13 C) išplovimo tirpale su 13 CO 2 pridėjimu ir be jo

13 C gausumas ir išplovimo tirpalo kiekiai, pašalinti iš dažno išplovimo, yra pavaizduoti 1 pav. Sterilizuoto dirvožemio, į kurį pridėta 13 CO 2, išplovimo tirpalo kiekis ryškiai nesiskyrė nuo to, kuriame kiekviename nebuvo pridėta 13 CO 2 . išplovimo operacija, ir abu po antrosios išplovimo operacijos maždaug po 1000 ml. Tačiau sterilizuoto dirvožemio, kuriame pridėta 13 CO 2, filtratas δ 13 C (δ 13 C DIC nuotėkyje) parodė intensyvų sodrinimą (nors filtrato δ 13 C sumažėjo didėjant išplovimo operacijų skaičiui, visos filtrato vertės δ 13 C). buvo teigiami, svyravo nuo 564, 48 ± 399, 21% iki 2, 85 ± 1, 31%), palyginti su filtratu δ 13 C sterilizuotame dirvožemyje, nepridedant 13 CO 2 (visos filtrato δ 13 C vertės buvo neigiamos, svyravo nuo –11, 40 ± 3, 64%). iki –21, 21 ± 1, 89%).

Image

Mėlyni stulpeliai ir mėlyna brūkšnio linija nurodo sterilizuotą dirvą, į kurią pridėta 13 CO 2 . Raudonos kolonos ir raudona brūkšnio linija nurodo sterilizuotą dirvą be 13 CO 2 papildymo. Klaidų juostos žymi standartinę vidurkio paklaidą.

Visas dydis

13 C gausa (δ 13 C) dirvožemio dujinėje fazėje su 13 CO 2 pridėjimu ir be jo

13 C dirvožemio oro su 13 CO 2 pridėjimu ir be jo procentai yra parodyti 2 pav. 2 º 13 C dirvožemio oro, kuriame nėra 13 C 2, pridėjimas buvo −9, 3 ± 2, 26% po dirvožemio ir atmosferos mainų kameroje. . Kol dirvožemio oras δ 13 C su 13 CO 2 buvo praturtintas, pasikeitus CO 2 kameroje (599, 2 ± 192, 87%).

Image

Pilka kolonėlė su mėlynu kraštu reiškia sterilizuotą dirvą, į kurią pridėta 13 CO 2 . Pilka kolonėlė su raudonu kraštu reiškia sterilizuotą dirvą be 13 CO 2 . Klaidų juostos žymi standartinę vidurkio paklaidą.

Visas dydis

Sugertas 13 CO 2 pėdsakų

Apskaičiuota, kad bendras 13 C dirvožemio išplovimo tirpale yra apie 235, 98 μmol, o 13 C dirvožemio ore buvo 0, 66 μmol. Taigi sukauptas absorbuoto 13 C kiekis dirvožemio skystoje fazėje sudarė 79, 45% viso absorbuoto 13 C, o kiekis dirvožemio dujinėje fazėje - tik 0, 22%. Be to, apie 20, 33% viso absorbuoto 13 C liko nepastebėta.

Diskusija

79, 45% pažymėtos anglies ( 13 CO 2 ) buvo rasta ištirpintoje neorganinėje anglyje (H 13 CO 3 - ), tai rodo, kad didžioji dalis CO 2, kurį abiotiškai absorbuoja dirvožemis naktį, yra įstrigusi dirvožemio skysčio fazėje ir paverčiama ištirpusia. neorganinės anglies (DIC) šioje tyrimo vietoje. Neseniai atliktas tyrimas taip pat parodė, kad dirvožemio skystoje fazėje druskingoje / šarminėje dykumoje yra naujai susidariusio DIC kiekis, o DIC susidarymas gali būti susijęs su atmosferos CO 2 23 . Tačiau mūsų ankstesniame tyrime buvo nustatyta, kad didžioji dalis absorbuoto 13 C buvo fiksuota kietoje nepažeisto dirvožemio fazėje 19 . Dviejų tyrimų neatitikimas gali būti siejamas su biotinių procesų įtaka. Verrecchia ir Verrecchia 24 pranešė, kad bakterijos ir grybeliai gali pagreitinti adatinio pluošto kalcito (CaCO 3 ) susidarymą. Rizosferos procesų poveikis taip pat gali būti svarbus formuojant karbonatą. Pavyzdžiui, šaknys sugeria dirvožemio vandenį ir gali sukelti bikarbonato skilimą, sukurdamas karbonatą 25 . Šiame tyrime atlikus dirvožemio sterilizaciją, biologinių procesų poveikis buvo pašalintas; todėl dirvožemio absorbuota anglis galėjo būti įstrigusi tik abiotiškai. Be to, dar viena neatitikimo priežastis gali būti dirvožemio vandens kiekis ir anglies transportavimas. Ankstesniame tyrime į juos gali būti nekreipiama dėmesio. Nepaisant biologinių procesų trukdžių, išsaugojimas dirvožemio kietoje fazėje gali būti vidutinė anglies, absorbuotos iš atmosferos iš atmosferos, būklė, remiantis šio tyrimo rezultatais. Todėl šis darbas yra ankstesnio pratęsimas.

Aplinkos temperatūros pokyčiai gali paveikti DIC susidarymą ir kaupimąsi 26, 27, 28 . Dėl aukštos temperatūros DIC skyla 29, o žema temperatūra sukelia DIC kaupimąsi 12 . Šiame tyrime nakties metu aplinkos temperatūra buvo žema. Dėl to daugiausia dirvoje gali vykti karbonatų tirpimo procesas. Dirvožemyje temperatūra gali būti nuolat žemesnė nei dirvožemio (ty šio tyrimo metu paimtas dirvožemis) 30 . Daugiau DIC gali būti suformuota ir sukaupta neskylant. Ankstesni tyrimai parodė, kad anglies buvimo laikas pedogeniniame DIC gali būti daugiau nei trimis laipsniais didesnis nei dirvožemio organinėse medžiagose 31, 32, 33, 34 . Todėl naujai suformuotas DIC negali lengvai virsti CaCO 3 abiotiškai, kol nebus pakeista aplinka. DIC kaupimasis gali paskatinti nuolatinį dirvožemio CO 2 sunaudojimą: neorganinis dirvožemio CO 2 sunaudojimas tirpinant karbonatus gali sudaryti slėgio CO 2 slėgį tarp dirvožemio ir atmosferos, o tada slėgio gradientas gali sukelti atmosferos CO 2 susidarymą. pumpuojamas į dirvožemį norint papildyti dirvožemio CO 2 (kaip karbonatų tirpinimo sudedamąją dalį) 10 .

Nors rezultatai parodė, kad dirvožemis galėtų absorbuoti CO 2 iš atmosferos ir tada sulaikyti didelius atmosferos anglies kiekius, formuodamas ir kaupdamas DIC šioje tyrimo vietoje, mes vis tiek negalime teigti, kad tai yra svarbus dirvožemio anglies kaupiklis, nes mes neturime tiesioginiai įrodymai, patvirtinantys, kad DIC ilgainiui yra surišamas dirvožemyje. Kad susidarytų dirvožemio karbonatas, kurį sukelia biotiniai procesai, CO 2, kaip šalutinis produktas, išsiskiria į atmosferą 34 ir nustelbia abiotinę CO 2 absorbciją 35 . Dėl to karbonatas dirvožemio kietoje fazėje gali būti ne pagrindinis atmosferos absorbuoto CO 2 tikslas pagal metinį ar metinį skalę. Po dirvožemiu esanti hidrosfera gali būti įstrigusios anglies išmetimas. 1 paveiksle parodyta, kad vertikali dirvožemio vandens migracija vyksta lengvai, o didžiąją dalį DIC absorbuoto 13 C galima išplauti atliekant keturias išplovimo operacijas. Šie rezultatai rodo, kad DIC pagaliau gali patekti į vandeningąjį sluoksnį, nepaisant ilgalaikio proceso. Panašiai Ma ir kt. 18 ir Li ir kt. 23 pranešė, kad dirvožemio DIC gali patekti į vandeningąjį sluoksnį krituliais ar sniego ledynų tirpimu ir drėkinimo vandeniu ar upių vandeniu sausringose ​​dykumose. Be to, Walvoord et al. 36 nustatė, kad podirvyje susikaupęs nitratas taip pat gali patekti į požeminius vandenis dėl ilgalaikio išplovimo kserinėse ekosistemose. Tyrimo vietoje požeminis vanduo dažniausiai papildomas krituliais 37 ir beveik neturi hidrologinio ryšio su upėmis ir vandenynais. Jei įstrigusi anglis giliai patenka į vandeningąjį sluoksnį, žemoje ir pastovioje požeminio vandens temperatūroje ir šarme vandeningasis sluoksnis gali virsti anglies rezervuaru po dykumos dirvožemiu. Tačiau norint ištirti, ar naujai susidariusį DIC galima išplauti iš dirvožemio į hidrosferą, reikia papildomų tyrimų.

Nors tai yra Mu Us dykumos atvejo tyrimas, rezultatai gali tiesiogiai ir veiksmingai paremti hipotezę, kad karbonato tirpimas gali sukelti abiotinį atmosferos CO2 absorbavimą dykumos dirvožemiuose. Neabejotina, kad DIC įstrigęs anglies kiekis gali būti per didelis, nes išplovimui naudojamas dejonizuotas vanduo teoriškai neišvengiamai gali ištirpinti dalį kietosios frakcijos (dirvožemio karbonato). Norėdami sumažinti pervertinimą, kiekvieną kartą išplauname daug mažiau dejonizuoto vandens, o ne išplauname dideliu kiekiu dejonizuoto vandens (kiekvienos išplovimo operacijos trukmė yra daug trumpesnė, o išplovimui sunaudoto dejonizuoto vandens kiekis yra daug mažesnis) laikas). Todėl pervertinimas gali būti nedidelis, o jo įtaka turėtų būti nedidelė.

Pridėjus 13 CO 2 ir pasikeitus kamerose 12 h, 13 ° C dirvožemio fazėje buvo praturtinta (2 pav.); tačiau naujai išsaugoto 13 C kiekis dirvožemio dujinėje fazėje buvo daug mažesnis nei fiksuotas dirvožemio skysčio fazėje (sudarė apie 0, 28% fiksuoto 13 C dirvožemio fazėje). Šie rezultatai sutapo su ankstesnio tyrimo 19 duomenimis, kurie rodo, kad dujinė dirvožemio fazė gali būti tik jungiamoji terpė tarp atmosferos ir dirvožemio skysčio fazės. CO 2 dirvožemio dujinėje fazėje gali lengvai patekti į atmosferą arba žemyn į šarminio dirvožemio tirpalą.

Apie 20, 33% viso absorbuoto 13 C liko nepastebėta, tikriausiai todėl, kad jis buvo laikomas kietoje dirvožemio fazėje. Kadangi išplovimo operacija prasidėjo 9:00 ryto, dirvožemio temperatūra jau galėjo pradėti kilti, o dalis DIC greičiausiai virto CaCO 3 ir išsiskyrė kaip CO 2 . Abiotinių dirvožemio CO 2 srautų matavimo rezultatai parodė, kad dirvožemis nakties metu gali absorbuoti atmosferos CO 2 ir dienos metu išleisti CO 2, šiek tiek paremdamas mūsų hipotezę. Pažymėtina, kad nors DIC dienos metu gali virsti CaCO 3, pasibaigusio DIC kiekis gali būti nedidelis, nes abiotinis grynasis anglies mainai tarp dirvožemio ir atmosferos paprastai yra neigiami dydžių skalėje (neigiami grynieji anglies mainai žymi anglį absorbcija dirvožemyje) 11 . Todėl pagal dydžių skalę didžioji dalis abiotiškai absorbuotos anglies taip pat gali būti įstrigusi dirvožemio skysčio fazėje.

Metodai

Svetainės aprašymas

Tyrimo vieta yra Mu Us dykumos pietvakariniame pakraštyje (37 ° 42 ′ šiaurės platumos, 107 ° 13 ′ rytų ilgio; 1 509 m virš jūros lygio), šiaurės Kinijoje. Jo klimatas yra žemyninis musoninis klimatas, kurio vidutinė metinė temperatūra yra 7, 6 ° C, vidutinė metinė saulės spinduliuotė yra 1, 4 × 10 5 J cm −2, o vidutinis metinis vėjo greitis yra 3 ms −1 (vyrauja šiaurės vakarų vėjas). Laikotarpis be šalčio trunka apie 128 d. Vidutinis metinis kritulių kiekis yra 275 mm (1954–2013 m.), Daugiausia rugpjūtį ir rugsėjį 35 . Dirvožemio tipas yra Aripsamment (gaunamas iš eolinio smėlio; dirvožemis, kuriame yra didelis CaCO 3 kiekis, paprastai yra druskingas). Dirvą (0–20 cm gylio) sudaro 94, 8% smėlio, 4, 5% dumblo ir 0, 7% molio, jos pH yra 8, 6 10 . Dirvožemio tankis yra 1, 54 g cm −3, o dirvožemio akytumas - 42% 19 . Tyrimo vietą nedaug veisia vegetacija Artemisia ordosica , Astragalus mongolicum , Salix psammophila ir Tamarix chinensis (baldakimo padengimas ≤ 30%).

13 CO 2 atsekimas

Patobulinta išplovimo operacija (patvirtinta Li ir kt., 23 ; skirta DIC ekstrakcijai) ir 13 CO 2 sekimo eksperimentas (naudojamas Liu ir kt., 19 ), norint patikrinti, ar vyksta karbonatų tirpimas, ir nustatyti abiotiškai absorbuotos anglies vietą dirvožemyje . ; anglies atsekimui) buvo atlikti 2014 m. rugsėjo ir spalio mėn., naudojant geležines 13 CO 2 mainų kameras (25 cm ilgio; 25 cm pločio; 70 cm aukščio; 0, 1 cm storio; 3 pav.). Trys keturkampės plieninės dirvožemio apykaklės (25 cm ilgio; 25 cm pločio; 20 cm aukščio; 0, 2 cm storio) atsitiktinai buvo įdėtos į tyrimo vietą su 2 cm siena, kad būtų paveikta virš dirvos paviršiaus, kad būtų galima geležinių 13 CO 2 mainų kamerų įrengimas. Dirvožemis, esantis apykaklėse, buvo subalansuotas su jo aplinka 24 valandas, kad būtų sumažintas trikdantis poveikis. Vėliau dirvožemio mėginiai buvo surinkti ir sterilizuoti, kaip aprašė Xie ir kt. 8 . Sterilizuotas dirvožemis buvo dedamas į vietą ir 17 valandų išlyginamas su aplinkiniais, kad būtų kuo mažiau sutrikdytas poveikis.

Image

Neutralus stiklo cementas buvo naudojamas skylės užsandarinimui iškart po to, kai užpakalinis plyšys buvo atidarytas ar uždarytas, pridedant 13 CO 2, kad būtų užtikrintas kameros sandarumas.

Visas dydis

Kiekviena 13 CO 2 mainų kamera (atidarius užpakalinį brūkšnį) buvo panardinta į NaOH tirpalą (5 mol L – 1 ) maždaug 2 cm atstumu 2 valandoms, kad būtų pašalinta 12 CO 2 . Tada ant apykaklių buvo įtaisytos dvi 13 CO 2 mainų kameros (su uždarytu atlošu) (pastumtos 15 cm gylyje į dirvą), o trečioji apykaklė buvo naudojama kaip kontrolė. Įpurškėme 10 ml 13 CO 2 (koncentracija> 99, 99%) į kiekvieną kamerą, atidarėme posūkio tašką ir leidome dirvožemiui 12 val. Pasikeisti 13 CO 2 .

Kiekvienos kameros užpakalinė dalis buvo uždaryta pasikeitus 13 CO 2, dujiniai mėginiai (140 ml) kiekvienoje kameroje buvo surinkti su aliuminio folijos dujų surinkimo maišeliu, o 13 CO 2 mainų kamerų buvo pašalintos. Siekiant padidinti tikslumą, sterilizuotas dirvožemis padalytas į dvi dalis buvo naudojamas polivinilchlorido (PVC) lakštas (25 cm ilgio; 25 cm pločio; 25 cm aukščio; 0, 1 cm storio). vienas skirtas dirvožemio CO 2 išgavimui (25 cm ilgio; 5 cm pločio; 18 cm aukščio), o kitas - išplovimui (25 cm ilgio; 20 cm pločio; 18 cm aukščio). Iš vienos sterilizuoto grunto dalies ištraukto dirvožemio orui (140 ml) rezervuoti buvo naudojamas aliuminio folijos dujų surinkimo maišas (200 ml) ir PVC cilindras (15, 3 cm išorinis skersmuo; 15 cm vidinis skersmuo; 25 cm aukštis) ) buvo įterptas į kitą sterilizuoto grunto dalį, kad būtų paimtas dirvožemio stulpelis išplovimui. Balionas viršuje ir apačioje buvo uždaromas pagrindo plokštėmis ir gabenamas į laboratoriją.

Po dugno plokšte buvo dedamas marlės sluoksnis (100 akių), kad purvas neišploutų. Tada apatinė plokštelė buvo pašalinta, o sterilizuotas dirvožemio cilindras buvo išploutas 1000 ml dejonizuoto vandens. Sterilizuotame dirvožemyje, į kurį pridėta 13 CO 2, buvo išplauta 10 kartų (maždaug 10 kartų išplovimas gali išplauti beveik visus 13 C, remiantis Ma et al. 18 tyrimu), o kontrolinis (be 13 CO 2 papildymo) 4 kartus. . Darėme prielaidą, kad 13 C gausa reikšmingai nepasikeis, nes natūralus 13 C dirvožemio gausumas buvo mažas 38, todėl skirtingas išplovimo operacijų skaičius negalėjo įtakoti palyginimo tarp sterilizuoto grunto su ir be 13 dirvožemio . CO 2 papildymas. Po kiekvienos išplovimo operacijos pasvėrėme bendrą išplovimo tirpalo ( V išplovos ) tūrį ir surinkome 30 ml išplovimo tirpalo pavyzdžių naudodami rudos spalvos stiklinius butelius. Visų šių procesų metu aplinkos temperatūra buvo žemesnė nei 10 ° C.

Sterilizuoto dirvožemio, pridėjus 13 CO 2 ir be jo, pakartojimų skaičius buvo atitinkamai 18 ir 9. 13 CO 2 sekos srautas parodytas 4 pav. Visų dujinių mėginių δ 13 C ir CO 2 koncentracija buvo išmatuota anglies dioksido izotopų analizatoriumi (CCIA-EP 912-0003; Los Gatos Research, Mountain View, CA). Izotopų masės spektro analizatoriumi (Finnigan MAT253 Gas Bench-IRMS; „Thermo Fisher Scientific Inc.“, Waltham, MA, JAV) ir visų skysčių mėginių δ 13 C (δ 13 C DIC dirvožemio fazėje) δ 13 C. kaip aprašė Liu ir kt. 19 .

Image

Raudona linija rodo CO 2 mainus kameroje.

Visas dydis

Dirvožemio tūrinio vandens kiekio (VWC) ir radikalų bikarbonato koncentracijos ( C DIC ) matavimai

VWC buvo stebimas nuo kitos dienos 20:00 iki 7:00 10 cm gylyje naudojant ECH2O sistemą (LI-COR, Linkolnas, NE, JAV) su penkiais Em50R jutikliais, esančiais šalia dirvožemio, ir duomenys buvo registruojami kiekvieną dieną. 1 val. Surinkus skysčių mėginius (nepridedant 13 CO 2 ), CIC buvo išmatuotas, naudojant įprastą rūgšties bazės titravimo metodą 39 .

Duomenų apdorojimas ir analizė

Į dirvožemį įsiskverbęs 13 CO 2 buvo apskaičiuotas taip:

Image

kur N yra visas absorbuotas 13 CO 2 (μmol), V pradinis yra pradinis 13 CO 2 (10 ml) tūris, C galutinis yra galutinė 13 CO 2 koncentracija (μmol mol −1 ), V kamera yra kamera, esanti virš dirvos paviršiaus (L), ir Rt yra molinis dujų tūris (L mol −1 ).

Į dirvožemio garų fazę absorbuotas 13 CO 2 buvo apskaičiuotas taip:

Image

Image

Image

Image

kur N garai yra medžiagos, absorbuotos 13 C dirvožemio garų fazėje, kiekis (μmol),

Image

ir

Image

yra 13 C medžiagos kiekis dirvožemio garų fazėje atitinkamai pridedant ir nepridedant 13 CO 2,

Image

yra CO 2 koncentracija dirvožemio garų fazėje (μmol mol −1 ), R t yra molinis dujų tūris (L mol − 1 ), V dirvožemio oras yra dirvožemio oro tūris (L), δ 13 C pridedama ir δ 13 C kontrolė yra dirvožemio garų fazės δ 13 C vertės atitinkamai pridedant ir nepridedant 13 CO 2, R st yra stabilus izotopų santykis pamatiniame standarte 40, V dirvožemis yra dirvožemio mėginio tūris (25 cm). × 5 cm × 18 cm), P dirvožemis yra dirvožemio poringumas, o VWC - vidutinė dirvožemio tūrinio vandens vertė matavimo laikotarpiu.

Į dirvožemio skysčio fazę absorbuotas 13 CO 2 buvo apskaičiuotas taip:

Image

Image

Image

kur N skystis yra medžiagos, absorbuotos 13 C dirvožemio fazėje, kiekis (μmol),

Image

ir

Image

yra 13 C medžiagos kiekis dirvožemio skystoje fazėje atitinkamai pridedant ir nepridedant 13 CO 2, C DIC yra dirvožemio bikarbonato radikalų koncentracija skystoje dirvos fazėje (μmol kg −1 ),

Image

yra dirvožemio mėginio tūris (25 cm × 20 cm × 18 cm), B - tūrinis tankis (g cm – 3 ) ir

Image

ir

Image

yra dirvožemio skystosios fazės δ 13 C vertės atitinkamai pridedant ir nepridedant 13 CO 2 .

Norint išmatuoti δ 13 C, C DIC, VWC ir V filtrato skirtumus tarp kamerų ir mėginių, buvo naudojama vienpusė dispersijos analizė. Visos statistinės analizės buvo atliktos naudojant MATLAB 7.12.0.635 (The Math Works, Natick, MA, JAV).

Papildoma informacija

Kaip pacituoti šį straipsnį : Fa, K. et al. Abiotinis karbonato tirpinimas sugauna anglį pusiau dykumoje. Mokslas. Rep. 6, 23570; „doi“: 10.1038 / srep23570 (2016).

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.