在全球CO2浓度不断升高的背景下,地质封存CO2作为一项潜力巨大的CO2减排措施,可能成为未来全球CO2减排的关键性核心技术,但封存于地下的CO2存在泄漏风险,可能会对农田生态系统带来重大威胁,从而间接影响我国的粮食安全。因此,通过构建CO2泄漏对近地表农田生态系统影响的试验平台,提出封存CO2泄漏对地表农田作物影响的阈值范围,积累关于CO2潜在泄漏生态影响的干预、减缓与环境修复技术,对于我国地质封存CO2项目的实际运行和CO2减排义务的履行意义重大。本研究中自主设计了适应用大田和盆栽试验的地质封存CO2泄漏风险模拟平台,通过集成CO2气体供应设备、CO2泄漏控制设备、作物生理指标和土壤环境监测设备,系统监测一定量的封存C02泄漏对我国农田作物和土壤环境的影响,评估不同农作物对封存CO2泄漏的耐受性。关于CO2泄漏情景下大田春小麦和盆栽春玉米、墨西哥玉米草、三叶草的研究结论主要包括：1、大田春小麦试验中,地下1.5m处25kg·d-1的CO2泄漏量对CO2泄漏源及外围0.5m*0.5m样区范围内的春小麦生长发育产生明显的负面影响,小麦生长发育受阻,产量明显下降；CO2泄漏源外围0.5m～1m是地下泄漏CO2对春小麦产生影响的过渡带,CO2泄漏源lm距离外,春小麦生长发育未受到CO2泄漏的影响。2、地下1.5m处25kg·d-1的C0O泄漏量对土壤环境产生影响的空间范围大于泄漏源外围0.5m*0.5m样区,且下层土壤受CO2泄漏影响的范围大于上层土壤；与泄漏源距离越近,地下CO2泄漏量越大,小麦承受的生存压力越明显；土壤温度、水分和pH未发生显著的变化,土壤有机质略有下降,土壤全氮含量略有上升。3、地下CO2泄漏对墨西哥玉米草和三叶草生长发育产生负面影响,株高增长缓慢、叶面积减小,地上部和地下部生物量下降、根系变短、上层土壤中细根、须根发育,光合作用下降,牧草产量明显降低；牧草水分明显下降,粗蛋白、粗纤维、灰分、粗脂肪的含量变化规律不明显,墨西哥玉米草中钙含量有增加的趋势；土壤pH、有机质和全氮含量变动幅度不大。在初次刈割后,CO2持续泄漏加重了对墨西哥玉米草和三叶草的生存压力。4、地下CO2泄漏对春玉米生长发育产生不利影响,且随着CO2泄漏量的增大,春玉米生长发育承受更严重的生存压力,土壤pH值波动范围增大,但土壤并无酸化趋势；土壤有机质含量无明显变化,土壤全氮含量表现为前期减少后期积累的趋势；土壤中CO2浓度上升,O2浓度下降；土壤微生物(细菌)群落丰富度和多样性逐渐下降,细菌群落结构存在单一化的趋势。5、初步确定墨西哥玉米草、三叶草和春玉米可以耐受500g·m-·d-1的CO2泄漏量,1000g·m-2·d-1以上的CO2泄漏量会对作物产生死亡威胁；对比墨西哥玉米、三叶草和春玉米这三种作物的生育状况和产量,发现春玉米对地下CO2泄漏的耐受性更强。6、地下CO2泄漏明显改变农作物根长和地下部生物量,根系变短且集中于土壤上部地层发育须根、细根,这是多种作物在地下C02泄漏情景下表现出的生理上的相似变化。据此分析,CO2泄漏对农作物产生影响的机理在于通过抑制根系呼吸、改变根系形态发育,使得作物无法从土壤中吸收充足的营养成分和水分以满足地上部植株生长发育的需求,导致作物早衰甚至死亡。