祁连山区成土过程驱动的土壤地形序列土壤有机碳固存特征①

谷 俊，杨 飞，李德成，宋效东，张甘霖,4*

祁连山区成土过程驱动的土壤地形序列土壤有机碳固存特征①

谷 俊1,2，杨 飞1,3，李德成1，宋效东1，张甘霖1,2,4*

(1土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京 210008；2 中国科学院大学，北京 100049；3 青海师范大学/青海省自然地理与环境过程重点实验室，西宁 810008；4 中国科学院南京地理与湖泊研究所/流域地理学重点实验室，南京 210008)

土壤有机碳(SOC)含量和动态是有机碳输入输出平衡和土壤固持能力共同作用的结果，前者主要受生物气候条件控制，而后者则主要受黏粒及无机矿物等土壤理化属性的影响。本研究通过沿海拔梯度选择表土地形序列作为“自然试验场”，探究祁连山区SOC含量及组分变化的控制因素。研究发现：该地形序列土壤母质主要来源于黄土沉积，土壤黏土矿物以绿泥石和水云母为主，指示该区域的整体弱风化特征。在巨大的水热梯度影响下，地形序列内土壤成土强度差异明显，低海拔地区土壤含有碳酸盐，随着海拔上升，碳酸盐物质逐渐淋失，SOC和铁铝氧化物含量增加。进一步分析发现，铁铝氧化物是SOC含量及组分方差的主要解释变量。偏相关分析显示，当控制铁铝氧化物后，气候对SOC含量及组分的影响不显著。这表明气候对SOC的影响可能主要通过影响土壤属性，造成铁铝氧化物等属性的差异，间接影响SOC的长期固存，且该机制主要作用于矿物结合态有机碳(MOC)组分。本研究对理解SOC固存及其对气候变化的动态响应有重要启示。……