土壤碳库是全球碳循环的重要组成部分，增强土壤碳固存是应对气候变化的重要途径。石灰作为一种常用的土壤改良剂，在提升土壤碳储量方面发挥着多重作用。近年来，随着对土壤碳循环机理认识的深入，石灰在土壤碳封存中的价值得到重新评估，相关技术体系不断完善。
石灰通过改善土壤理化性质，显著促进有机碳的固定。当石灰调节土壤pH至6.0-6.5的最佳范围时，土壤团聚体形成过程得到增强。研究表明，适量石灰施用可使大团聚体（>2mm）比例提高25-40%，这些团聚体为有机碳提供了物理保护，减缓了其分解速率。同时，石灰中的钙离子与土壤有机质中的功能基团形成桥键，增强有机-无机复合体的稳定性。长期定位试验数据显示，合理施用石灰可使土壤有机碳年固存量增加0.5-1.0 t/ha，显著提升了土壤的碳汇功能。
在微生物调控方面，石灰创造的适宜pH环境优化了土壤微生物群落结构。当土壤pH从强酸性改善至中性附近时，真菌生物量显著增加，真菌/细菌比率提高30-50%。真菌菌丝通过物理缠绕和分泌胶结物质，促进土壤团聚体形成，同时真菌主导的分解途径更有利于稳定土壤有机质的形成。微生物群落分析显示，石灰改良后土壤中丛枝菌根真菌的侵染率提高30-50%，这些真菌与植物根系形成共生体，通过"微生物泵"机制将植物来源的碳输送至土壤中，增强了土壤碳固存。
石灰对土壤养分有效性的改善也间接促进了碳固存。通过减轻铝毒害和提高磷的有效性，石灰增强了植物生长，增加了通过根系分泌物和残茬归还到土壤中的有机碳量。研究表明，在石灰改良的土壤中，作物根系生物量增加20-30%，根系分泌物增多，这些植物来源的碳输入为土壤碳库提供了持续补充。同时，改善的植物生长也增加了地表植被覆盖，减少了土壤侵蚀导致的碳损失。
在污染土壤修复中，石灰对重金属的固化作用保护了土壤生态功能，为碳固存创造了有利条件。重金属污染会抑制土壤微生物活性，破坏土壤结构，严重影响土壤碳循环过程。石灰提高土壤pH后，重金属生物有效性降低，微生物活性恢复，土壤生态功能得到改善。在重金属污染场地的修复实践中，石灰处理使土壤微生物生物量碳提高40-60%，基础呼吸强度增强25-35%，土壤碳固存能力显著提升。
基于石灰的土壤碳增汇技术需要根据具体土壤条件和气候特征进行优化。在强酸性土壤中，石灰用量应足以将土壤pH提升至目标范围，但避免过度碱化；在有机质含量较低的土壤中，石灰应与有机肥配施，发挥协同效应；在干旱半干旱地区，石灰改良应结合水分管理措施，确保改良效果的充分发挥。通过建立土壤-作物-气候系统的综合管理策略，可最大化石灰的碳增汇效果。
通过生命周期评估方法对石灰土壤碳封存技术的环境效益进行量化，结果显示该技术的碳净增汇效应显著。考虑石灰生产过程中的碳排放和土壤碳储量的增加，石灰改良的净碳汇量可达0.3-0.8 t CO₂e/ha/年。如果在全国范围的酸性土壤中推广该技术，年碳汇潜力可达数千万吨二氧化碳当量，为农业领域碳中和作出重要贡献。
未来石灰在土壤碳封存中的应用将更加注重精准化和系统化。基于土壤传感技术的变量施用系统可实现石灰的精准投放；新型缓释石灰材料的开发可延长改良效果的持续性；多目标优化模型可平衡碳增汇、作物生产和环境保护的多重目标。通过这些创新，石灰这一传统土壤改良剂将在气候变化应对中发挥更加重要的作用。
