地质封存CO 2 泄漏对玉米根系形态的影响

碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）是应对全球气候变化、实现煤炭清洁利用的有效手段之一，但是地质封存的CO2存在泄漏的风险，可能对农田生态系统产生重大威胁，影响我国粮食安全。根系生长是地上部和地下部相互作用、相互促进的统一过程，其形态特征对作物生产力有显著影响，但CCS泄漏对植物根系的影响评估尚不多见。本文以玉米为研究对象，采用盆栽底部通入CO2的方法模拟不同CO2泄漏情景，研究CK（0 g m-2 d-1）和G1000（1000 g m-2 d-1）和G2000（2000 g m-2 d-1）三种泄漏情景下CO2对玉米根系形态的影响。结果表明：CO2泄漏对玉米根系形态有明显的影响，随着泄漏量的增大总根长从40290.81 cm减少至21448.18 cm，减少46.77%，其中细根大幅减少；CO2泄漏造成玉米明显减产，最大减产率达26.64%；玉米的地上部生物量较地下部生物量对CO2泄漏更加敏感。综合来看，随着CO2泄漏量增大，对玉米根的生长、地上部生物量、地下部生物量以及产量有显著的抑制作用。作物根系形态对封存CO2泄漏的响应可为CCS泄漏监测和生态修复提供系统科学依据。