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有机碳的稳定性是评价土壤碳库和可持续发展潜力的重要因素。为了进一步明确土壤有机碳的稳定机制,本文研究了总有机碳(TOC)、稳定性有机碳(StOC)、矿物保护态有机碳(MOC)和化学稳定态有机碳(ROC)在宝鸡和洛川黄土-古土壤剖面中的垂直分布以及在表层(黑垆土)中各粒级团聚体(>2 mm、1~2mm、0.5~1mm、 0.25~0.5mm、0.05~0.25 mm和<0.05 mm)中的分配,讨论了它们与机械组成、粘土矿物以及三种形态铁氧化物含量之间的相关性,得出以下初步结论:(1)古土壤和现代土壤具有相似的矿物组成。砂粒和粉砂粒主要是由石英和长石组成,含有少量云母。粘土矿物主要由伊利石、高岭石和蛭石组成。古土壤和现代土壤定量计算结果表明,伊利石含量最高,其次为高岭石和蛭石。铁氧化物主要以游离态氧化铁(Fed)和无定形氧化铁(Feo)形态存在,络合态氧化铁(Fep)含量较低。(2)宝鸡和洛川剖面中TOC含量从上到下逐渐降低。宝鸡剖面古土壤中TOC含量从So的12.12 g/kg逐渐降低到S8的1.02 g/kg,黄土则从L1的4.90 g/kg降低到L8的1.25 g/kg;洛川剖面中TOC含量变化范围小于宝鸡剖面,但变化趋势基本相同。宝鸡剖面中StOC/TOC比值从表层的约从20%升高到底层80%左右并保持稳定。洛川剖面也显示出了类似的趋势,但不如宝鸡剖面明显。(3)黑垆土团聚体中TOC含量随着粒级的变小而降低。TOC平均含量从>2 mm团聚体的19.20 g/kg逐渐降低到<0.05 mm的7.03 g/kg。MOC/StOC平均百分比为63%,这说明黑垆土团聚体中的StOC主要以矿物保护态为主。(4)古土壤中TOC与粘粒呈正相关关系,相关性系数r分别为0.72(宝鸡)和0.63(洛川)。TOC和各形态有机碳与粘土矿物也具有良好的相关性。TOC、StOC、 MOC和ROC与高岭石含量显著正相关,r分别为0.92、0.72、0.52和0.81(宝鸡)以及0.78、0.58、0.50和0.49(洛川)。有机碳与铁氧化物也具有良好的相关性。古土壤中TOC与Fep的r分别为0.90(宝鸡)和0.82(洛川)。(5)现代土壤团聚体中各形态有机碳与粘粒矿物具有良好的相关性,0.25~0.05mm粒级团聚体中StOC和MOC与伊利石统计水平正相关,r分别为0.71和0.68。有机碳各组分与铁氧化物也具有良好的相关性,在0.5~0.25mm和0.25~0.05 mm粒级团聚体中,TOC与Fed正相关,r均为0.72,在0.25~0.05 mm粒级团聚体中,ROC与Fed呈正相关关系,r相关性系数为0.68。(6)黄土-古土壤在埋藏375ka(S4)后,土壤中部分有机碳逐渐分解,而其余有机碳至少可以保存762 ka(S8)。黄土和古土壤中有机碳稳定的机制可能包括:①高岭石通过物理吸附和配位体交换形成的化学吸附;②Fep通过与有机质紧密结合形成稳定的化学吸附。在黑垆土团聚体中,伊利石通过物理吸附作用和Fed通过化学吸附作用保护有机质,特别是在0.5~0.25 mm和0.25~0.05 mm粒级的团聚体中。