巖溶試片的巖性差異對(duì)估算巖溶速率和碳通量的影響

張小琴 ，羅維均 ，王彥偉 ，蔡先立 ,3，呂伊娜 ，王世杰

（1. 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽(yáng) 550081；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049；3. 中國(guó)科學(xué)院普定喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站, 貴州 普定 562100；4. 貴州省高校鄉(xiāng)村振興研究中心, 貴州 安順561000）

0 引 言

自工業(yè)革命以來(lái)，化石燃料燃燒及土地利用變化等人類活動(dòng)使得大氣中CO2濃度劇增，從1750 年的277 ×10-6上升到2021 年的416.87×10-6[1]。人類活動(dòng)的碳排放40%直接增加了大氣中的CO2濃度，30%被海洋所吸收，還有10%左右的剩余部分被稱為遺失碳匯，可能分布在陸地生態(tài)系統(tǒng)中[2-3]。而陸地生態(tài)系統(tǒng)組成十分復(fù)雜，確定具體的碳匯分布難度較大，特別是在喀斯特地區(qū)，地表的二維三元結(jié)構(gòu)使得碳循環(huán)路徑更多、過(guò)程更為復(fù)雜，碳循環(huán)的研究需考慮水-巖-土-氣-生5 個(gè)子系統(tǒng)[4]。近來(lái)的很多研究表明，碳酸鹽巖的化學(xué)風(fēng)化過(guò)程將在短期和長(zhǎng)期產(chǎn)生碳匯[5-6]。20 世紀(jì)90 年代，科學(xué)家利用石灰?guī)r溶蝕試片法、水化學(xué)法和擴(kuò)散邊界層理論估算出全球范圍內(nèi)巖溶作用每年的碳回收量為0.22～0.608 Pg C，約占未知碳匯的1/3[7]。隨著研究的加深，發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖溶解的無(wú)機(jī)碳可在水循環(huán)的參與下與水生生物光合作用產(chǎn)生聯(lián)系[7-9]，并且得出該過(guò)程的碳匯強(qiáng)度為0.5 Pg C·a-1，約占陸地遺漏碳匯的50%[10]。這些研究為全球碳循環(huán)研究提供了理論補(bǔ)充，表明對(duì)巖溶碳通量的研究不容忽視[11-12]。在定量評(píng)估巖溶作用速率及其碳匯強(qiáng)度的研究中，標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片法是最簡(jiǎn)單且常用的。在中國(guó)，標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片為采自桂林泥盆系融縣組純的石灰?guī)r，經(jīng)加工制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的巖石試片（圓餅形，直徑40 mm，厚3 mm），將其放置于空氣中、土壤表面或地下不同深度（-5 cm、-20 cm、-50 cm），一定時(shí)間內(nèi)取回稱重計(jì)算其溶蝕量[13]，并采用以點(diǎn)帶面的方式，直接計(jì)算區(qū)域內(nèi)的溶蝕速率，從而簡(jiǎn)化了因碳酸鹽巖種類太多帶來(lái)的復(fù)雜計(jì)算[14]。自20 世紀(jì)90 年代，學(xué)者通過(guò)埋放標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，研究土壤水、CO2、有機(jī)質(zhì)、微生物等環(huán)境因素對(duì)碳酸鹽巖溶蝕速率的影響[15-19]，并估算區(qū)域內(nèi)巖溶碳匯強(qiáng)度[20-23]。但是，由于喀斯特地區(qū)地質(zhì)背景具有高度的異質(zhì)性，如果均使用標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片（取自桂林泥盆系的石灰?guī)r）來(lái)研究巖溶碳匯效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差[24-25]?；诖?，本文以中國(guó)貴州省普定縣為研究區(qū)，選擇當(dāng)?shù)鼗鶐r（石灰?guī)r與白云巖）制成與標(biāo)準(zhǔn)試片形狀和大小相同的試片，并參考標(biāo)準(zhǔn)試片的野外試驗(yàn)方法進(jìn)行埋設(shè)，經(jīng)過(guò)四個(gè)水文年的試片收集和稱重，對(duì)該區(qū)不同土地利用類型的巖溶作用速率及巖溶碳匯強(qiáng)度進(jìn)行估算，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片的相關(guān)研究進(jìn)行對(duì)比分析，并探討差異形成原因，為準(zhǔn)確估算喀斯特地區(qū)的碳匯量提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

普 定 縣 位 于 貴 州 省 中 偏 西 部（105°27'49″E～105°58'51″E，26° 26' 36″ N～26° 31' 42″ N），海拔1 100～1 600 m。屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。試驗(yàn)期間年均氣溫16.1 ℃，日最高溫度29 ℃，最低溫度-0.4 ℃，年平均降水量在1 079.3 到1 457.7 mm。普定縣為高原丘陵、山地地形，縣域地勢(shì)為中間低南北高，主要為峰叢、溶洞、暗河、洼地等喀斯特地貌?？h域碳酸鹽巖地層出露面積約占總面積的84.27%，主要為石炭系、二疊系、三疊系，其中以三疊系出露面積最大，約占60.7%。全縣土壤種類較多，主要為石灰土、黃壤、水稻土、山地黃棕壤、山地灌叢草甸土等，其中，石灰土占比最大，約為63.7%。普定縣境內(nèi)代表性植被為常綠櫟林、常綠落葉混交林和馬尾松林，灌叢和草地主要為藤刺灌叢、火棘、白茅、青蒿等植物[26]。

研究區(qū)位于普定縣馬官鎮(zhèn)北部的天龍山（26°14'40″N，105°45'45″E）和白巖鎮(zhèn)東部的講義村（26°15′57″N，105°50′26″E）（圖1）。天龍山區(qū)域?yàn)榭λ固胤鍏餐莸氐孛?，基巖為三疊系關(guān)嶺組中段（T2g2），巖性主要是薄層至中厚灰?guī)r、泥灰?guī)r[27]，土壤類型為黑色石灰土，土層較薄，地面平均巖石裸露率為44.7%，土被不連續(xù)[28]，山體陡峭，森林植被保存較好，主要以圓果化香樹(shù)、云南鼠刺、窄葉石櫟為優(yōu)勢(shì)種的常綠落葉闊葉混交林[29]；農(nóng)田以水田和旱地為主，主要種植水稻、玉米和油菜。講義村區(qū)域的基巖為三疊系關(guān)嶺組上段（T2g3），巖性主要為紫紅色微晶白云巖[27]，土壤類型為黑色石灰土，土被不連續(xù)，土層厚度在10～50 cm。次生林地以欏木石楠為優(yōu)勢(shì)種的常綠落葉混交林，山體草甸主要的植物為白茅，水田交替種植水稻和油菜，旱地種植玉米和蔬菜。

2 研究方法

將研究區(qū)的基巖加工制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的溶蝕試片，選取典型的土地利用類型（次生林地、灌叢、草地、旱地、水田），每個(gè)土地利用類型設(shè)置一個(gè)埋放點(diǎn)，埋放深度為地下5 cm、20 cm、50 cm，每層埋放4 組試片，每組為一片白云巖（講義村基巖）和一片石灰?guī)r（天龍山基巖）。試片于2016 年12 月進(jìn)行埋放，后期每年取出一組測(cè)定其溶蝕量。埋放點(diǎn)概況如表1，土壤剖面如圖2 和圖3。

表1 不同土地利用類型埋放點(diǎn)概況Table 1 Overview of buried sites of different land use types

每片試片埋放前用純凈水洗凈并烘干，稱重兩次取平均值，記錄下初始重量W1；埋放后取出時(shí)再用純凈水洗凈，放入105 ℃的烘箱烘干24 h，再次稱重兩次取平均值W2。稱重精度為0.01 mg。計(jì)算試片日均溶蝕速率[13,30]：

式中：ER為日均單位面積溶蝕量，即溶蝕速率(mg·m-2·d-1)；W1為試片初始重量(mg)；W2為試片埋放后重量(mg)；T為埋放天數(shù)(d)；S為試片表面積(約28. 91 cm2)。采用以下公式計(jì)算兩地不同土地利用下的巖溶碳匯強(qiáng)度：

公式（2）為天龍山（石灰?guī)r區(qū)）巖溶碳匯強(qiáng)度計(jì)算公式，公式（3）為講義（白云巖區(qū)）巖溶碳匯強(qiáng)度計(jì)算公式。式中，F(xiàn)為碳匯強(qiáng)度，單位是tCO2·km-2·a-1；ER為巖石試片的日單位面積溶蝕量，單位是mg·m-2·d-1；R為 巖 石 試 片 的 碳 酸 鹽 巖 純 度；M1為CO2的分子量44；M2為石灰?guī)r試片巖石成分CaCO3的分子量100 或白云巖試片巖石成分CaMg (CO3)2的分子量184。

3 結(jié) 果

3.1 不同土地利用類型及不同層位的溶蝕速率

將天龍山和講義村兩埋放地4 年內(nèi)回收的全部試片計(jì)算日均溶蝕速率，并取平均值得到表2。

從表2 可以得出不同土地利用類型不同層位試片的溶蝕速率特征如下：

表2 不同土地利用下不同深度的試片日均溶蝕速率Table 2 Daily average dissolution rate of rock tablets at different soil depths under different land uses

（1）不同土地利用類型地下0～50 cm 范圍內(nèi)，天龍山石灰?guī)r試片的平均溶蝕速率為水田(138.85 mg·m-2·d-1)＞旱 地(136.60 mg·m-2·d-1)＞次 生 林(49.19 mg·m-2·d-1)，白云巖試片的溶蝕速率為旱地(110.79 mg·m-2·d-1)＞水 田(102.70 mg·m-2·d-1)＞灌 叢(66.83 mg·m-2·d-1)＞次生林(25.36 mg·m-2·d-1)?？傮w來(lái)看，天龍山兩種巖性試片的溶蝕速率都表現(xiàn)為水田和旱地的溶蝕速率最大，次生林的溶蝕速率最小。講義村兩種巖性試片的溶蝕速率表現(xiàn)為水田＞旱地＞草地＞次生林＞灌叢，但不同土地利用類型的溶蝕速率差異較明顯。

（2）相同土地利用類型、不同層位二種試片的溶蝕速率差異較大，規(guī)律不一。具體表現(xiàn)為：在天龍山，不同埋放深度下，埋放在次生林和水田的石灰?guī)r和白云巖試片都表現(xiàn)為地下5 cm 處溶蝕速率最大，地下20 cm 次之，地下50 cm 處最??；埋放在旱地的石灰?guī)r和白云巖試片則表現(xiàn)為地下20 cm 處溶蝕速率最大，地下50 cm 處次之，最小為地下5 cm處。其中，石灰?guī)r和白云巖試片溶蝕速率最大值都出現(xiàn)在水田地下5 cm 處，分別為186.99 mg·m-2·d-1和144.75 mg·m-2·d-1，最小值出現(xiàn)在次生林地下50 cm處，分別為8.73 mg·m-2·d-1和3.95 mg·m-2·d-1。在講義村各埋試點(diǎn)，埋放在灌叢和草地的石灰?guī)r和白云巖試片的溶蝕速率都呈現(xiàn)出隨埋深增加逐漸減小的趨勢(shì)；而埋放在水田中的兩種試片的溶蝕速率都表現(xiàn)出隨埋深增加逐漸增大；旱地里兩種試片的溶蝕速率在地下20 cm 處最大，地下50 cm 處次之，地下5 cm 處最??；埋放在次生林中石灰?guī)r和白云巖試片的溶蝕速率與埋放深度的關(guān)系不大。在講義村，兩種試片的溶蝕速率最大出現(xiàn)在水田地下50 cm 處，最小出現(xiàn)在灌叢的地下50 cm 處。

（3）天龍山和講義村各土地利用類型及各埋放深度，都表現(xiàn)出石灰?guī)r試片的溶蝕速率比白云巖試片的溶蝕速率高。天龍山次生林地下5 cm 處石灰?guī)r試片比白云巖試片溶蝕速率大65 mg·m-2·d-1左右，埋深在地下20 cm 和50 cm 處兩種試片的溶蝕速率差異不大；在灌叢中，地下5 cm 處石灰?guī)r試片比白云巖試片溶蝕速率大36.78 mg·m-2·d-1；在水田和旱地中，兩種試片的溶蝕速率差異較穩(wěn)定，在25～45 mg·m-2·d-1之間。在講義村，埋在旱地土壤下20 cm處石灰?guī)r試片溶蝕速率比白云巖試片溶蝕速率大47 mg·m-2·d-1左右，除此之外，其他土地利用類型石灰?guī)r和白云巖試片的溶蝕速率差異都穩(wěn)定在10 ～30 mg·m-2·d-1之間。

3.2 環(huán)境條件對(duì)不同巖性試片溶蝕速率的調(diào)控作用

3.2.1 石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率關(guān)系

對(duì)研究區(qū)4 年內(nèi)所有的白云巖與石灰?guī)r試片的日均溶蝕速率進(jìn)行相關(guān)性分析（圖4）發(fā)現(xiàn)，絕大部分的點(diǎn)分布在y=x線上方，K＞1（K=石灰?guī)r溶蝕速率/白云巖溶蝕速率），即石灰?guī)r試片的溶蝕速率整體大于白云巖試片的溶蝕速率，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果得出，石灰?guī)r溶蝕速率比白云巖溶蝕速率大14%左右，相關(guān)性系數(shù)為0.85。

3.2.2 土地利用類型與溶蝕速率的關(guān)系

將4 年內(nèi)的試片日均溶蝕速率的平均值（表2）按土地利用類型進(jìn)行劃分，對(duì)3 個(gè)土壤深度下石灰?guī)r與白云巖試片的溶蝕速率進(jìn)行相關(guān)性分析（圖5），在石灰?guī)r溶蝕速率大于白云巖溶蝕速率的基礎(chǔ)上（K＞1），同一土地利用類型的3 個(gè)埋放深度的K 值不一致，即3 個(gè)埋放深度的石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率差異程度不同，3 個(gè)點(diǎn)趨勢(shì)線的斜率越接近1，說(shuō)明該土地利用類型下3 個(gè)埋放深度對(duì)石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率差異的影響越小。天龍山的次生林、旱地和水田3 個(gè)埋放點(diǎn)趨勢(shì)線的斜率分別為2.28、1.01 和1.08，講義村的旱地、次生林、草地、灌叢、水田3 個(gè)埋放點(diǎn)趨勢(shì)線的斜率分別為2.11、1.78、1.31、1.14、0.80。

3.2.3 土壤埋放深度與溶蝕速率的關(guān)系

同理，將4 年內(nèi)的試片日均溶蝕速率的平均值（表2）按埋放深度進(jìn)行分類，對(duì)研究區(qū)全部土地利用類型的石灰?guī)r與白云巖試片的溶蝕速率進(jìn)行相關(guān)性分析（圖6），在石灰?guī)r溶蝕速率大于白云巖溶蝕速率的基礎(chǔ)上（K＞1），同一埋放深度下，不同土地利用類型的K 值不一致，埋放點(diǎn)趨勢(shì)線斜率越接近1，說(shuō)明研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型對(duì)石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率的影響越小。天龍山的土壤下5 cm、20 cm、50 cm處埋放點(diǎn)趨勢(shì)線的斜率分別為0.84、1.24、1.11，講義村的土壤下5 cm、20 cm、50 cm 處埋放點(diǎn)趨勢(shì)線的斜率分別為1.20、1.30、1.08。

3.3 巖溶碳匯強(qiáng)度估算

3.3.1 埋放地的巖溶碳匯強(qiáng)度

本研究在天龍山和講義村均使用了石灰?guī)r和白云巖兩種巖性試片，天龍山基巖為石灰?guī)r，講義村基巖為白云巖，根據(jù)天龍山各土地利用類型下的石灰?guī)r試片的平均溶蝕速率及其主要化學(xué)成分（表3），由公式（2）計(jì)算出天龍山不同土地利用類型的巖溶碳匯強(qiáng)度。同理，由公式（3）計(jì)算出講義村不同土地利用類型的巖溶碳匯強(qiáng)度（表4）。

表3 不同巖石試片主要化學(xué)成分Table 3 Main chemical components of different rock tablets

表4 不同土地利用類型地下平均巖溶碳匯強(qiáng)度Table 4 Average karst carbon sink intensity under different land use types

3.3.2 不同巖性試片碳匯估算對(duì)比

本研究中，同一埋放點(diǎn)埋放的兩種巖性試片其溶蝕速率差異顯著，根據(jù)公式（2）和（3）計(jì)算得出天龍山各土地利用類型地下50 cm 處兩種試片對(duì)應(yīng)的巖溶碳匯強(qiáng)度（表5），次生林、旱地和水田下石灰?guī)r試片的巖溶碳匯強(qiáng)度分別為1.33 tCO2·km-2·a-1、19.93 tCO2·km-2·a-1、10.59 tCO2·km-2·a-1，均大于白云巖試片估算的結(jié)果。曾成等[17]在普定縣陳旗村使用標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片（采自廣西桂林七星巖上泥盆統(tǒng)融縣組）的研究結(jié)果表明：旱地和水田的地下50 cm 處的巖溶碳匯強(qiáng)度分別為22.49 tCO2·km-2·d-1和13.02 tCO2·km-2·a-1，均高于本研究的石灰?guī)r試片和白云巖試片的估算結(jié)果，灌叢的巖溶碳匯為2.60 tCO2·km-2·a-1，比本研究白云巖試片估算的結(jié)果低?？梢?jiàn)在環(huán)境條件相同時(shí)，試片巖性的差異會(huì)造成巖溶碳匯強(qiáng)度估算的差異，總體上標(biāo)準(zhǔn)試片法估算的結(jié)果較大。

表5 地下50 cm 處不同巖性試片估算的巖溶碳匯強(qiáng)度Table 5 Karst carbon sink intensity at 50 cm underground estimated by different lithology rock tablets

4 討 論

巖溶作用是CO2溶于水形成弱酸溶液溶解可溶性巖石的化學(xué)溶蝕過(guò)程，因此試片的溶蝕作用強(qiáng)度直接受土壤環(huán)境中水份含量和CO2濃度影響。此外，有研究認(rèn)為試片的溶蝕作用還受到土壤有機(jī)質(zhì)含量、植被狀況以及土壤微生物含量等因素的影響。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高時(shí)，土壤pH 越低，越容易使試片溶蝕[17]；植物根系分泌的有機(jī)酸可降低土壤pH 以及提高土壤碳酸酐酶活性，從而促進(jìn)巖石化學(xué)風(fēng)化[33]；土壤微生物的活性和多樣性也可加速碳酸鈣類巖石的溶蝕[32]。另外，土壤中的碳酸鹽巖角礫會(huì)與降雨后下滲的土壤水發(fā)生溶蝕反應(yīng)，從而削弱了繼續(xù)下滲的土壤水的溶蝕能力，使深部的溶蝕試片的溶蝕量減少。本研究中，次生林、灌叢、水田、旱地和草地的土壤水分含量、土壤孔隙度、植被狀況、凋落物含量以及各埋放點(diǎn)土壤的碎石比均存在較大差異（表1），故同一巖性的試片在不同土地利用類型下溶蝕速率差異顯著。

在相同環(huán)境條件下，不同巖性巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)決定了自身的溶蝕速率[33]。研究區(qū)內(nèi)的基巖主要由方解石（CaCO3）和白云石（CaMg(CO3)2）兩種礦物組成，兩種礦物晶體結(jié)構(gòu)不同，因此其溶蝕作用也存在一定差異。石灰?guī)r的主要礦物成分為方解石，白云巖則為白云石。在溶蝕過(guò)程中，石灰?guī)r沿分散孤立的晶間空隙溶蝕，形成很多溶蝕坑，白云巖則沿節(jié)理裂隙進(jìn)行溶蝕，使裂隙不斷擴(kuò)大而崩解[34]。一般情況下，碳酸鹽巖類型的溶蝕比為：石灰?guī)r＞云灰?guī)r＞泥質(zhì)云灰?guī)r＞大理巖＞泥質(zhì)灰?guī)r＞灰云巖＞泥質(zhì)灰云巖＞白云巖＞泥質(zhì)白云巖[35]。本研究中，石灰?guī)r和白云巖試片的主要化學(xué)成分如表3，結(jié)合曾成等[22]在普定縣使用標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片的試驗(yàn)結(jié)果，將試片的化學(xué)成分與其溶蝕速率進(jìn)行相關(guān)性分析，得出在水田和旱地兩種土地利用類型下，巖石溶蝕速率與CaO 含量呈正相關(guān)，與MgO 含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)均大于0.90（圖7），且水田和旱地的地下試片溶蝕速率受MgO、CaO 含量影響的程度不同，這可能與兩種土地利用類型的土壤環(huán)境有關(guān)。

不同土地利用類型及不同土壤深度下，石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率的比值不同，其原因除與試片巖性有關(guān)外，還與試片埋放點(diǎn)的土壤環(huán)境有關(guān)，是各因素的共同作用的最終結(jié)果。同一土地利用類型，在不同深度下，試片的溶蝕速率主要受不同深度土壤環(huán)境條件的影響，從圖5 分析得出，在天龍山，地下埋放深度對(duì)埋放在水田和旱地的石灰?guī)r與白云巖試片溶蝕速率差異程度的影響較小，對(duì)埋放在次生林下的影響相對(duì)較大；而在講義村，埋放深度對(duì)草地下石灰?guī)r與白云巖試片溶蝕速率差異程度的影響較小，而對(duì)旱地和次生林下的試片影響相對(duì)較大。同理，在同一區(qū)域的相同土壤深度下，受不同土地利用類型的土壤環(huán)境條件的影響，石灰?guī)r與白云巖的溶蝕速率差異程度相差較大，從圖6 分析得出，研究區(qū)內(nèi)地下5 cm 和20 cm 處土地利用類型對(duì)石灰?guī)r與白云巖溶蝕速率差異程度的影響較大，50 cm 處的最小?？傊?，影響試片溶蝕速率的主要因素是水和CO2的含量及其與巖石的接觸面積，當(dāng)反應(yīng)條件已達(dá)到充分時(shí)，溶蝕速率就主要由巖性來(lái)決定。

使用溶蝕試片法估算的巖溶碳匯強(qiáng)度是在已知試片溶蝕速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，巖溶碳匯強(qiáng)度與溶蝕速率兩者有一定的正相關(guān)性，但相關(guān)程度受碳酸鹽巖純度的影響。根據(jù)表5 得出在水田和旱地下，標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片法估算的巖溶碳匯強(qiáng)度比本研究采用的石灰?guī)r與白云巖試片估算的巖溶碳匯強(qiáng)度都大，本研究石灰?guī)r試片的巖溶碳匯強(qiáng)度又比白云巖的巖溶碳匯強(qiáng)度大，結(jié)合三種試片的化學(xué)成分（表3）認(rèn)為，巖性差異是導(dǎo)致相同土地利用類型下巖溶碳匯強(qiáng)度差異的主要原因。這和黃奇波等[22]在山西呂梁山巖溶流域的研究結(jié)果一致，使用當(dāng)?shù)貛r性的試片估算的巖溶碳匯強(qiáng)度(1.738 tCO2·km-2·a-1)明顯低于標(biāo)準(zhǔn)試片的計(jì)算結(jié)果(1.821 tCO2·km-2·a-1)。而與水化學(xué)法相比，多項(xiàng)研究表明，采用溶蝕試片法估算得出的巖溶碳匯強(qiáng)度比采用水化學(xué)法計(jì)算的結(jié)果要低，僅為水化學(xué)法計(jì)算結(jié)果的1/5 到1/6[22,36]，這除了與流域內(nèi)土壤中存在的原生和次生碳酸鹽有關(guān)外，可能還與當(dāng)?shù)鼗鶐r復(fù)雜的巖性有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片不能完全代表流域內(nèi)的基巖，從而造成標(biāo)準(zhǔn)試片法計(jì)算的結(jié)果偏低。

綜上，巖性及土壤環(huán)境條件對(duì)試片的溶蝕速率影響較大，當(dāng)前的研究雖未能將每個(gè)因素的影響進(jìn)行量化，但得出了巖石的溶蝕速率與自身CaO 含量呈一定的正相關(guān)關(guān)系，雖然在不同環(huán)境條件下正相關(guān)程度有一定的差異，但總的看來(lái)，當(dāng)基巖CaO 含量相差17%時(shí)，其溶蝕速率相差14%，結(jié)合基巖的碳酸鹽巖純度可計(jì)算巖溶碳匯強(qiáng)度。

5 結(jié) 論

（1）使用埋放地的基巖試片估算了研究區(qū)不同土地利用類型的溶蝕速率及巖溶碳匯強(qiáng)度，并與前人使用標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片在該區(qū)的研究進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)不同土地利用類型、不同埋放深度等條件下，石灰?guī)r試片比白云巖試片巖溶速率大14%，產(chǎn)生原因主要是受溶蝕試片CaO 和MgO 的相對(duì)含量控制；

（2）在不同研究區(qū)，由于巖性差異，采用標(biāo)準(zhǔn)溶蝕試片估算巖溶碳匯強(qiáng)度會(huì)造成結(jié)果的高估或低估，而基于埋放地基巖巖性的試片更能準(zhǔn)確地代表當(dāng)?shù)氐膸r溶速率；

（3）溶蝕試片法與水化學(xué)法計(jì)算的巖溶碳匯結(jié)果往往存在差異，可能與采用的標(biāo)準(zhǔn)試片法巖性與當(dāng)?shù)鼗鶐r巖性不同有關(guān)，需要進(jìn)一步研究確認(rèn)。