青藏高原高寒草地土壤有机碳（SOC）储量为全球SOC库的2.5%,但面积仅占地球陆地面积的0.3%,在全球碳循环中扮演重要角色,对我国实现“双碳”目标具有举足轻重的作用。另外,青藏高原是全球气候变化的敏感区和关键区,其中风化程度较低的矿质土壤对气候变暖具有明显的潜在反应。植物和微生物残体是SOC的主要来源,SOC周转时间可以有效表征SOC的稳定性,是预测土壤碳库变化的关键参数。然而,目前高寒草地不同生物来源的碳组分对SOC的贡献和保存机制研究较为匮乏,土壤地球化学和气候因素对SOC周转的驱动机制也尚不明确,尤其是对SOC动态与风化涉及的生物地球化学过程反馈关系的认识十分有限,这阻碍了对气候变化条件下高寒草地SOC动态的准确评估。为此,本研究选择青藏高原高寒草地作为研究对象,基于3500 km样带的大尺度野外调查,同时结合生物标志物、傅里叶红外光谱及碳稳定同位素等技术手段,剖析了植物和微生物来源的关键SOC组分（包括木质素酚和氨基糖）对高寒草地SOC的贡献及其控制因素,解析了SOC周转时间的分布格局,揭示了风化作用介导的表层（0～10 cm）和底层（20～30 cm）SOC驱动机制。本论文的主要结果如下:（1）本论文利用两种生物标志物（木质素酚和氨基糖）分别表征来源于植物和微生物的SOC组分,分析了两者在高寒草原和高寒草甸表底层的分布和保存特征。结果显示,高寒草甸土壤木质素酚和氨基糖的绝对浓度显著高于高寒草原,且表层高于底层（P＜0.05）。干旱指数是控制木质素酚和氨基糖绝对浓度分布的重要气候因子。物种丰度的增加有利于植物和微生物残体碳的积累,但其在底层的促进效应减弱。土壤阳离子交换量是影响SOC不同来源组分分布的主要因素,较高的养分和较低p H有利于土壤木质素酚和氨基糖的积累。土壤矿物对植物和微生物来源的碳组分均具有保护作用;然而,相对于木质素酚,黏粒和铁铝氧化物与氨基糖的联系更加密切。以上发现表明了物种丰度对氨基糖和木质素酚的正效应随土层的加深而减弱,同时矿物对微生物残体碳的保护作用更强。（2）量化了微生物残体碳对高寒草地SOC的贡献,并明晰了其空间分布格局。青藏高原高寒草地微生物残体碳对SOC的贡献（35%）低于全球草地（47%）,而木质素酚对SOC的贡献高于全球草地。随着干旱指数的增加,木质素酚相对浓度降低,而微生物残体碳对SOC的贡献升高。高寒草地土壤真菌源残体碳对SOC的贡献（27%）大于细菌源残体碳的贡献（8%）。木质素酚的相对浓度与SOC含量呈显著负相关,而氨基糖/木质素酚及真菌残体碳/细菌残体碳的值与SOC显著正相关。总的来说,青藏高原高寒草地SOC积累并非归因于木质素酚;真菌残体碳对SOC的积累具有重要作用。（3）估算了青藏高原高寒草地0～30 cm土层的SOC周转时间（τ）,并结合气候和土壤地球化学变量,分析了τ的关键驱动因子。结果表明,高寒草地τ在4～289年之间,随海拔的升高而增加,呈现由西北向东南递减的趋势。高寒草甸估算的τ为706277年（平均值与95%置信区间）,与高寒草原(756486年)无显著差异（P＞0.05）。增强回归树分析表明土壤地球化学特征是τ的主要控制因素（对τ的相对影响为54%）,其次是气候（36%）和海拔（10%）;年均降水量、土壤Si含量和海拔是τ的重要预测因子。年均降水量是引起τ变异的主要气候因子,而不是年均气温。海拔通过调节气候和土壤地球化学间接影响τ,气候通过土壤地球化学对τ的间接效应与气候对τ的直接效应相反。这些结果强调了考虑气候和土壤地球化学交互作用对预测青藏高原高寒草地SOC对气候变化响应的重要性。（4）进一步系统分析了风化强度与土壤特性、植被特征、SOC生物来源的分子组成和周转时间的关系。研究发现,草地物种丰度、地上生物量、土壤铁铝氧化物、氨基糖相对浓度和氨基葡萄糖/胞壁酸的值与化学风化强度显著正相关,而土壤p H和木质素酚与化学风化强度呈显著负相关。风化过程中矿物所释放的土壤养分增加,导致草地生产力提高,同时土壤铁铝氧化物及黏粉粒含量增多,促进SOC的矿物稳定性增强,以及真菌残体碳对SOC的贡献增大,最终影响SOC周转和固存。结构方程模型表明干旱指数是青藏高原高寒草地SOC动态的主导因子,风化对SOC动态的调控在表层和底层均具有关键作用,但表层和底层SOC的驱动机制存在差异。干旱指数和植被特征对表层SOC含量的影响比底层更大,并且随着土壤深度的增加,气候因素的影响减弱,SOC的来源组成和土壤矿物学特性对底层SOC固存变得更重要。研究揭示了风化对SOC的调控作用,为SOC来源、周转和固存机制研究提供了新的视角。综上所述,青藏高原高寒草地微生物残体碳对SOC的贡献小于全球草地,其中,真菌残体碳对SOC的积累起主导作用。SOC周转时间随海拔升高而增加,并受气候和土壤地球化学交互作用的控制。风化是调控SOC循环的关键过程,其控制SOC的输入、损失及稳定性。上述研究结果对于理解风化过程中土壤碳循环对气候变化的响应机制具有重要意义,为准确评估SOC动态变化以及充分发挥高寒草地固碳功能提供科学依据。