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土壤是陆地生态系统中最大的有机碳储存库,其碳库储量的微小变化都将对全球碳平衡产生较大的影响。由于土壤较高的背景值及较大的空间异质性,短期内很难观测到因外界环境变化引起的土壤有机碳库的改变。活性有机碳是土壤碳的重要组成部分,常被作为土壤碳库变化的敏感性指标。土壤团聚体作为有机碳主要的储存场所,对有机碳的物理保护是土壤碳稳定性的重要机制,因此,研究自然状态下土壤物理结构及活性有机碳状况有利于揭示土壤有机碳的形成及稳定性机制。本文以长白山自然保护区不同海拔土壤为研究对象,通过分析土壤活性有机碳和团聚体有机碳分布及有机碳矿化特征,探讨了影响有机碳稳定性的主要因素。结果如下: 1.不同海拔0-10cm土层土壤总有机碳含量变化为:阔叶红松林>岳桦云冷杉林>岳桦林>云冷杉林>苔原带。10-20cm土层土壤总有机碳含量变化为:岳桦林>阔叶红松林>岳桦云冷杉林>苔原带>云冷杉林。各海拔土壤总有机碳含量均表现为随土层加深而减少,其中,高海拔地区土壤有机碳含量随土层加深减少较慢,低海拔减少较快。 2.各海拔0-10cm土层各活性碳含量均高于10-20cm土层,其中,0-10cm土层阔叶红松林各活性碳含量最高,苔原带最低,从云冷杉林到岳桦林随海拔升高而增加;10-20cm土层岳桦林及苔原带易氧化碳、颗粒有机碳含量较高而微生物量碳较低,与高海拔地区强降水引起的淋溶作用及低温限制微生物活动有关。因此,未来温度、降水格局的改变将对高海拔地区土壤活性碳含量影响较大。 3.随海拔升高,大粒级团聚体所占重量比例及其有机碳含量占总有机碳的比例逐渐增加,小粒级团聚体所占重量比例及其有机碳含量占总有机碳的比例逐渐降低。由海拔梯度引起的温度、水分、植被类型等的变化使土壤不同粒级团聚体有机碳含量表现出较明显的垂直分布规律。 4.不同海拔原状土矿化速率及累积矿化量均表现为岳桦林>阔叶红松林>岳桦云冷杉林>云冷杉林。相关分析结果表明:有机碳潜在矿化量与总有机碳及活性有机碳含量正相关,有机碳周转的快慢受土壤团聚体组成的影响。高海拔地区大团聚体所占比例较高、平均重量直径较大,表明高海拔地区土壤有机碳周转较快,未来气候变化可能通过改变土壤团聚体组成影响该地区的碳汇能力。 5.研究不同温度下各海拔土壤有机碳的矿化特征发现,温度升高增加土壤有机碳累积矿化量,不同海拔原状土矿化的温度敏感性Q10表现为:岳桦云冷杉林>阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,可能与不同植被类型下微生物群落结构有关。各粒级团聚体累积矿化量及温度敏感性并未随粒级变化表现出一致的规律性,表明有机碳矿化受团聚体物理保护作用及其它因素的共同影响。