【摘 要】
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全球变暖已成为人们普遍关注的全球性问题,土壤作为陆地生态系统最大的碳库,土壤有机碳（SOC）的稳定性对全球变暖具有重要意义。青藏高寒草甸土壤中含有大量SOC,是全球生态系统中重要的碳源、碳汇,对气候变化响应敏感,研究其对升温的响应具有重要意义。SOC物理稳定的主要机制是土壤团聚体由于物理隔离降低了微生物和酶对SOC的可及性,从而减少了SOC的分解。土壤有机碳具有高度复杂的结构组成,SOC化学被认为
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全球变暖已成为人们普遍关注的全球性问题,土壤作为陆地生态系统最大的碳库,土壤有机碳（SOC）的稳定性对全球变暖具有重要意义。青藏高寒草甸土壤中含有大量SOC,是全球生态系统中重要的碳源、碳汇,对气候变化响应敏感,研究其对升温的响应具有重要意义。SOC物理稳定的主要机制是土壤团聚体由于物理隔离降低了微生物和酶对SOC的可及性,从而减少了SOC的分解。土壤有机碳具有高度复杂的结构组成,SOC化学被认为是揭示不同化合物分解程度和化学稳定性的关键指标。鉴于此,本研究以青藏高寒草甸土壤模拟增温试验为依托,采用物理化学联合分组的方法分离团聚体,利用13C核磁共振技术(13C-NMR)测定SOC化学结构,探明不同增温方式对青藏高寒草地土壤团聚体形成、周转和稳定性的影响以及不同增温方式对SOC的化学结构及其稳定性的影响。主要研究结果如下:（1）土壤团聚体组成中,较小大团聚体（2-0.25 mm）和游离微团聚体（0.25-0.053 mm）所占比例最大,在全土中SOC含量及对全土的贡献率均为最高。冬季增温（WW）有利于较小大团聚体（2-0.25 mm）、大团聚体内闭蓄态微团聚体（m M）、大团聚体内微团聚体外的粗颗粒有机质（M（c）POM）、大团聚体内闭蓄态微团聚体外游离的细颗粒有机质（M（f）POM）及大团聚体内闭蓄态微团聚体中的颗粒有机质（m M-POM）的形成,降低了被大团聚体保护的粉粒+粘粒（M-silt+clay）和大团聚体内闭蓄态微团聚体中的粉粒+粘粒（m M-silt+clay）组分的质量分数。冬季增温（WW）增加了游离微团聚体（0.25-0.053 mm）、粘粒+粉粒（＜0.053 mm）、M-silt+clay及M（f）POM组分的SOC含量,但降低了m M及m M-POM的SOC含量。全年增温（YW）降低了较小大团聚体（2-0.25 mm）、M（f）POM及m M的含量,增加了游离微团聚体（0.25-0.053 mm）、粘粒+粉粒（＜0.053 mm）及M（c）POM的质量分数。对其SOC含量进行分析,发现全年增温（YW）处理下粘粒+粉粒（＜0.053 mm）、M-silt+clay、M（f）POM及m M-POM组分的SOC含量均显著增加。（2）全年增温（YW）不利于土壤团聚体的稳定性,冬季增温（WW）降低了大团聚体周转速率。本研究发现C/N基本随着粒径的减小不断降低,说明随着粒径的减小,分解程度逐渐增大。平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）的结果表明,全年增温（YW）不利于土壤团聚体的稳定性。M（f）POM/M（c）POM的结果同样表明,全年增温（YW）加速了大团聚体的周转速率,不利于土壤团聚体的稳定性,相反,冬季增温（WW）则降低了大团聚体的周转速率,加强了土壤团聚体的稳定性。（3）不同增温方式下SOC化学组分表现为烷氧碳（Alkyl C）含量最高,烷基碳（O-alkyl C）次之,羰基碳（Carbonyl C）含量最少,烷氧碳中以碳水化合物碳（Carbohydrate C）为主,芳香碳（Aromatic C）中以芳基碳（Aryl C）为主。冬季增温（WW）和全年增温（YW）均显著增加了烷基碳含量,说明增温有利于稳定碳的增加。相反,冬季增温（WW）减少了不稳定的羰基碳的含量,由此可知,冬季增温（WW）有利于SOC的稳定。冬季增温（WW）增加了烷基碳/烷氧碳（A/O-A）和疏水碳/亲水碳（HB/HI）的比值,说明冬季增温（WW）有利于SOC的稳定。综上所述,全年增温（YW）加速西藏高寒草甸土壤大团聚体的周转速率,降低团聚体的稳定性,可能降低了土壤SOC的物理保护。冬季增温（WW）降低了大团聚体周转速率,增加了难降解的有机碳化学组分,SOC化学结构稳定,表明冬季增温（WW）有利于土壤团聚体和有机碳的稳定。
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