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环境变化对土壤生态系统有机碳库的影响是当前全球变化与碳循环研究的热点问题之一。水分和氮素作为自然条件下主导陆地生态系统碳过程的关键驱动因素，相互间存在着很强的耦合互作效应，其变化对生态系统净初级生产力的形成，土壤有机碳的分解与矿化以及生态系统结构与功能的正常发挥至关重要。在当今降水变化以及氮沉降增加的全球背景下，土壤水分以及可利用氮素的改变势必会通过影响植物的地上和地下部分的生物量以及植株的C/N等，进而改变凋落物的分解速率，最终对土壤有机碳库及其组分的变化产生重要影响。草地作为我国最大的陆地生态系统，约占我国国土面积的40％左右，且多处在生态环境脆弱带上，对水分和氮素的变化更为敏感。土壤碳库是草地生态系统最重要的碳贮存库，约占草地总碳储量的90％，因此，未来降水、氮沉降及其耦合变化势必会带来生态系统碳循环过程以及土壤碳平衡状态的相应改变，加强全球变化背景下草地生态系统水氮因子及其耦合变化对土壤有机碳库的影响的研究，对于科学预测未来全球变化背景下我国草地土壤碳储量的可能变化以及制定应对气候变化的策略和措施具有重要的意义。 现阶段关于全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究大都是从单因素着手，有关多因子变化的交互作用对土壤碳库的影响效应研究并不多见，同时，已有试验也多以土壤总有机碳库变化为研究重点，较少关注对环境因子变化更为敏感的土壤活性有机碳碳组分指标。基于此，本研究选择了内蒙古温带半干旱典型草原为主要研究对象，通过连续2年的野外小区控制实验，定量探讨水碳氮耦合系统中降水和氮沉降增加对典型土壤有机碳库及其不同组分的影响效应，主要结果如下: (1)土壤总有机碳(TOC)。2012～2013年内蒙古温带半干旱草原自然状态下的土壤TOC含量变幅为16～21 g/kg，每年的生长季初（5或6月）含量比较低，8或10月达到峰值。各土层含量为0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm，且0～10 cm土层TOC与下面2层的差异显著，TOC含量分布具有明显的“表聚性”。施水以及水氮耦合添加对10～30 cm土层TOC增加具有显著负效应，施氮对整个0～30 cm土层TOC变化均具有显著负效应。TOC与DOC和土壤水分均为极显著正相关(p＜0.01)，与MBC显著相关(p＜0.05)，与DOC/TOC极显著负相关(p＜0.01)。 (2)溶解性有机碳(DOC)。2012～2013年内蒙古温带半干旱草原自然状态下土壤DOC含量变幅为120～500 mg/kg，土壤DOC含量在每年的生长季初或生长季末（5、6或10月）含量较低，7或8月达到峰值。各土层DOC含量表现为0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm。施水处理的DOC含量比对照处理的高，但施水对其影响不显著;单纯施氮处理中，低氮处理对土壤DOC无显著影响，中氮处理显著降低了10～20 cm土层的DOC含量，高氮处理显著增加了20～30 cm土层的DOC含量;水及中氮耦合(W15N10)添加也显著增加了土壤DOC含量。DOC与TOC、MBC、DOC/TOC和土壤水分均为极显著正相关(p＜0.01)，与C/N和MBC/TOC显著正相关(p＜0.05)。 (3)土壤微生物碳(MBC)。2012～2013年内蒙古温带半干旱草原自然状态下土壤MBC含量变幅为200～850 mg/kg，土壤MBC含量在每年的生长季初或生长季末（5、6和10月）含量比较低，7、8或9月达到峰值。各土层MBC含量为0～10 cm＞10～20 cm，且0～10 cm土层MBC与10～20 cm土层的差异极显著，MBC含量分布也具有明显的“表聚性”。施水对土壤MBC含量变化影响不显著;施氮处理的MBC含量均低于对照，其中低氮处理显著降低了10～20 cm土层MBC含量(p＜0.05);不同水平的水氮耦合添加的MBC含量均低于对照，但对MBC含量变化影响未达到显著水平。MBC与DOC、TOC、土壤水分和MBC/TOC均为极显著正相关(p＜0.01)。