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土壤次生矿物固碳机制研究进展

收稿日期：2025-05-30 修回日期：2025-09-20 接受日期：2025-09-23

DOI:10.20078/j.eep.20251004

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    摘要：土壤作为陆地生态系统最大的有机碳库，其固碳潜力及功能对调控全球碳循环至关重要。近年来，土壤矿物固碳机制因其在长期碳封存中的关键作用受到广泛关注。首先简要概述了气候变暖或土地利用变化背景下土壤固碳的不稳定性，指出矿物结合有机碳通过物理化学作用... 展开+
    摘要：土壤作为陆地生态系统最大的有机碳库，其固碳潜力及功能对调控全球碳循环至关重要。近年来，土壤矿物固碳机制因其在长期碳封存中的关键作用受到广泛关注。首先简要概述了气候变暖或土地利用变化背景下土壤固碳的不稳定性，指出矿物结合有机碳通过物理化学作用形成的稳定碳库，已成为土壤固碳的核心途径。重点解析了不同类型土壤矿物（如层状硅酸盐粘土矿物、铁/铝氧化物、碳酸盐矿物等）因其独特表面物理化学特性（比表面积、电荷性质、表面官能团、化学反应活性）而形成的固碳机制差异，系统梳理了由矿物-有机碳界面反应驱动的多种碳固定机制（配体交换、静电作用、氢键、包埋闭蓄及层间嵌入等）。进而，基于粘土矿物与金属氧化物性质，阐述了矿物界面之间相互作用实现协同固碳的作用途径。矿物-有机碳体系下多种界面反应机制共同驱动了土壤有机碳的固定，总结了当前对土壤矿物长期碳封存作用机制研究面临的主要挑战及关键问题。最后，针对目前土壤矿物固碳机制研究的不足与局限，提出未来应加强多尺度、多过程耦合的观测与模拟，并关注实际生态系统管理中的应用潜力。 收起-

    作者：

    • 杨卫春
    • 万雨函
    • 李青竹*
    • 黄晓凤
    • 周康
    • 邢宇康
    • 廖骐
    • 司梦莹
    • 杨志辉

    作者简介

    第一作者：杨卫春（1982—），女，湖南湘潭人，教授，主要研究方向为土壤重金属污染修复。E-mail：yang220@csu.edu.cn
    *通讯作者：李青竹（1981—），女，河北滦平人，教授，主要研究方向为重金属污染控制化学。E-mail：qingzhuli@csu.edu.cn

    单位

    • 中南大学 冶金与环境学院

    关键字

    • 土壤
    • 次生矿物
    • 矿物结合有机碳
    • 固碳机制

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目（2022YFD1700101）

    引用格式

    杨卫春, 万雨函, 李青竹, 黄晓凤, 周康, 邢宇康, 廖骐, 司梦莹, 杨志辉.土壤次生矿物固碳机制研究进展[J/OL]. 能源环境保护: 1-13[2025-10-21]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20251004.

    YANG Weichun, WAN Yuhan, LI Qingzhu, HUANG Xiaofeng, ZHOU Kang, XING Yukang, LIAO Qi, SI Mengying, YANG Zhihui. Secondary Mineral-Specific Mechanisms of Soil Carbon Sequestration: A Review[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2025-10-21]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20251004.

    YANG Weichun, WAN Yuhan, LI Qingzhu, HUANG Xiaofeng, ZHOU Kang, XING Yukang, LIAO Qi, SI Mengying, YANG Zhihui. Secondary Mineral-Specific Mechanisms of Soil Carbon Sequestration: A Review[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2025-10-21]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20251004.

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