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明确深层土壤有机碳稳定性对土壤固碳效益评估和定量认证有重要意义。针对深层土壤有机碳稳定性这一科学问题,本文以黄土丘陵区深层土壤(100400cm)为研究对象,以浅层土壤(0100cm)为对照,通过野外调查采样和分析测定,结合土壤有机碳矿化实验和物理分组实验,研究了黄土丘陵区几种植被类型下深层土壤有机碳的矿化特征、深层土壤有机碳组分,揭示了深层土壤有机碳稳定性特征和稳定机制,明确了深层土壤有机碳稳定性的影响因素,可为准确评估黄土丘陵区植被恢复的土壤固碳效应提供科学依据。得到的主要结论如下:1.从矿化率来看,深层(>100cm)土壤有机碳的稳定性与浅层一致,从矿化过程来看,深层土壤相对于浅层CO2的释放过程更缓慢。(1)矿化量:土壤有机碳矿化量随着土壤深度的加深整体呈下降趋势。亚深层(100200cm)、深层(200400cm)有机碳总矿化量分别占浅层(0100cm)土壤总矿化量的88.1%和67.8%。(2)矿化过程:亚深层、深层与浅层土壤有机碳矿化过程相似,分为3个阶段。快速分解阶段:亚深层、深层(010d)的矿化量占总矿化量的比值约为浅层(017d)的50%;缓慢分解阶段:亚深层、深层(1145d)的矿化量占总矿化量的比值约为浅层(1845d)的150%;相对稳定阶段:三个层次(4662d)矿化量占总矿化量的比值无明显差异。(3)亚深层、深层土壤有机碳矿化率分别为18.8%、26.4%,与浅层(20.3%)间无显著差异,表明有机碳稳定性基本一致。2.从物理形态来看,深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例较浅层低,且退耕还林还草过程降低了亚深层、深层土壤LFOC含量及其分配比例占浅层的比值,与浅层相比,退耕还林还草可能增加了深层土壤有机碳的稳定性。(1)3种土地利用类型土壤轻组有机碳含量及其分配比例随土壤深度的增加而显著下降,其含量变化于0.091.76g/kg之间,分配比例变化于4.19%32.24%;各利用类型下亚深层、深层土壤轻组有机碳占浅层的12.4%39.8%,分配比例占浅层的28.7%66.2%;随土层深度增加,轻组有机碳含量及其分配比例的降幅在不同土地利用类型下表现为刺槐林地>撂荒地>柠条林地>坡耕地;(2)各土地利用类型下同一土层轻组有机碳含量及其分配比例不同:浅层、亚深层和深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例表现为林地>撂荒地>坡耕地。(3)退耕还林还草增加了土壤轻组有机碳含量及其分配比例,却降低了亚深层、深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例占浅层的比例,即与浅层土壤相比,植被恢复相对增加了深层土壤有机碳的稳定性。3.整个剖面上,土壤有机碳矿化主要受土层变化的影响,深层土壤有机碳矿化对水分变化的响应与浅层一致,而对温度变化的响应较浅层大。(1)整个剖面上,土壤层次、温度对土壤有机碳矿化量、矿化速率的影响较大,植被与土壤水分的变化对其影响较小,温湿度交互作用对其影响不大;对于土壤有机碳矿化率,温度对其影响最大,土层的变化对其影响较小,湿度次之,而植被的变化、温湿度交互作用对其影响不大。(2)与浅层相比较,水分的变化对深层土壤有机碳矿化的影响一致,温度变化的影响较大:当土壤湿度由4%升高至18%,深层土壤矿化量、矿化速率、矿化率均呈先增加后降低趋势,其变化幅度与浅层无显著差异;当温度由10℃升高至30℃时,与浅层相似,深层土壤有机碳矿化量、矿化速率、矿化率均逐渐增加,其增加幅度较浅层高。4.与土壤有机碳稳定性指标相关的土壤理化性状中,轻组有机碳对矿化量的影响程度达42.3%,粘粒和有机碳含量对其影响程度达44.0%,矿化率主要受有机碳和粘粒的影响;有机碳含量、土壤质地对轻组有机碳含量及其分配比例的影响较大,分别达到60.0%和67.9%,其次为全氮和C/N,其对两者的影响分别为32.0%、30.0%。