黑碳一般指由化石燃料或生物质不完全燃烧产生的一种不纯的含碳混合物，具有特殊的物理化学特性，在不同的环境介质中表现出不同的环境地球化学行为及环境效应。已有研究表明，燃烧或氧化产生的黑碳，约80%~90%直接残留于土壤中，成为土壤有机质的重要组成部分，其余部分被释放到大气中。经过一系列的自然作用后，黑碳最终会以不同的比例在土壤以及其它介质中沉积并保存。黑碳在大气、土壤、沉积物以及冰雪等环境中广泛分布，已经成为国内外土壤学、大气学、地球化学、环境科学以及生态学等研究领域的热点之一。
黑碳是大气圈气溶胶的一个重要组成部分，是大气中吸光最强的气溶胶组分。气溶胶黑碳与全球变暖、农作物减产、大气持久性有机污染物等密切相关，对陆地和水生生态系统可能造成负面影响，受到了广泛关注。除此以外，黑碳具有高度化学惰性和多孔隙性，可吸附土壤中的有机污染物和重金属，但会影响有机污染物的降解速率。黑碳还能够改变土壤肥力和结构，影响土壤微生物群落和生态环境。因此，深入而全面地研究黑碳在土壤中的时空分布规律及其对土壤物理化学性质所产生的影响，阐明其环境生态效应，这对于土壤污染修复以及农业可持续发展都具有重要的科学意义。
针对上述科学问题，青海盐湖所武君研究员团队对柴达木盆地盐湖区土壤黑碳的分布特征及黑碳土气交换特征进行重点考查，结果显示：1）柴达木盆地盐湖区土壤黑碳含量和气溶胶含量相对较高，表明盐湖资源的大量开采和工业化生产等活动可能是造成研究区大量黑碳排放的一个重要因素。此外，“高原效应”的存在可能也造成研究区内土壤黑碳含量增大；2）柴达木盆地盐湖区土壤黑碳δ13CBC值的变化范围为-25.33‰~-23.46‰，可能揭示了研究区土壤黑碳来源可能受C3植物和化石燃料来源的共同影响；3）虽然采用不同的KOA值对土壤总黑碳和烟炱组分黑碳与气溶胶黑碳在土气界面交换行为的研究结果存在一定差异，但该区域确已存在明显且频繁的黑碳土气交换行为。这些结果将为青藏高原地区黑碳地球化学行为研究提供基础数据。详情请见《盐湖研究》2020年第1期地学专刊“研究亮点”：1-10。
图 柴达木盆地盐湖区气溶胶黑碳含量
