Inorganic carbon exists in various dissolved, gaseous and solid phase forms in natural waters and soils. It is important to accurately measure and model these forms to understand system responses to global climate change. The carbonate system can, in theory, be fully constrained and modelled by measuring at least two of out of the following four parameters: partial pressure (pCO2), total alkalinity (TA), pH and dissolved inorganic carbon (DIC) but this has not been demonstrated in soils. In this study, this "internal consistency" of the soil carbonate system was examined by predicting pH of soil extracts from laboratory measurement of TA through alkalinity titration for solutions in which pCO2 was fixed through equilibrating the soil solution with air with a known pCO2. This predicted pH (pHCO2) was compared with pH measured on the same soil extracts using spectrophotometric and glass electrode methods (pHspec and pHelec). Discrepancy between measured and calculated pH was within 0.00-0.1 pH unit for most samples. However, more deviation was observed for those sample with low alkalinity (≤ 0.5 meq L-1). This is likely attributable to an effect of dissolved organic matter, which can contribute alkalinity not considered in the thermodynamic carbonate model calculations; further research is required to resolve this problem. The effects of increasing soil pCO2 was modelled to illustrate how internally consistent models can be used to predict risks of pH declines and carbonate mineral dissolution in some soils.

中文翻译：

---

通过测试pH，pCO2和碱度测量的内部一致性来约束土壤中的碳酸盐系统。

无机碳以各种溶解，气相和固相形式存在于天然水和土壤中。准确测量和建模这些形式以了解系统对全球气候变化的响应非常重要。从理论上讲，可以通过测量以下四个参数中的至少两个来完全约束碳酸盐体系并建模：分压（pCO2），总碱度（TA），pH和溶解的无机碳（DIC），但这还没有在土壤中被证明。在这项研究中，通过碱度滴定法通过碱度滴定法从TA的实验室测量中预测土壤提取物的pH值，从而检查了土壤碳酸盐系统的这种“内部一致性”，在该溶液中，通过用已知pCO2与空气平衡土壤溶液来固定pCO2。使用分光光度法和玻璃电极法（pHspec和pHelec），将该预测的pH（pHCO2）与在相同土壤提取物中测得的pH进行比较。对于大多数样品，测量和计算的pH之间的差异在0.00-0.1 pH单位内。但是，对于低碱度（≤0.5 meq L-1）的样品，观察到更大的偏差。这很可能归因于溶解有机物的影响，这可能会贡献热力学碳酸盐模型计算中未考虑的碱度。解决此问题需要进一步的研究。对增加土壤pCO2的影响进行了建模，以说明如何使用内部一致的模型来预测某些土壤中pH下降和碳酸盐矿物溶解的风险。对于大多数样品，测量和计算的pH之间的差异在0.00-0.1 pH单位内。但是，对于低碱度（≤0.5 meq L-1）的样品，观察到更大的偏差。这可能归因于溶解的有机物的影响，而有机物的溶解可能导致碱度在热力学碳酸盐模型计算中没有考虑；解决该问题需要进一步的研究。对增加土壤pCO2的影响进行了建模，以说明如何使用内部一致的模型来预测某些土壤中pH下降和碳酸盐矿物溶解的风险。对于大多数样品，测量和计算的pH之间的差异在0.00-0.1 pH单位内。但是，对于低碱度（≤0.5 meq L-1）的样品，观察到更大的偏差。这很可能归因于溶解有机物的影响，这可能会贡献热力学碳酸盐模型计算中未考虑的碱度。解决此问题需要进一步的研究。对增加土壤pCO2的影响进行了建模，以说明如何使用内部一致的模型来预测某些土壤中pH下降和碳酸盐矿物溶解的风险。可以贡献热力学碳酸盐模型计算中未考虑的碱度；解决此问题需要进一步的研究。对增加土壤pCO2的影响进行了建模，以说明如何使用内部一致的模型来预测某些土壤中pH下降和碳酸盐矿物溶解的风险。可以贡献热力学碳酸盐模型计算中未考虑的碱度；解决此问题需要进一步的研究。对增加土壤pCO2的影响进行了建模，以说明如何使用内部一致的模型来预测某些土壤中pH下降和碳酸盐矿物溶解的风险。