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煤炭资源型城市碳足迹与碳承载力的动态变化在区域尺度上反映了碳平衡状况。具体到土壤腐殖质的动态变化,则在微观尺度上体现了土壤有机碳库的分解与转化状况。基于淮南市某采煤沉陷生态修复区的现场调查,室内模拟复垦土壤底部矸石释放气热过程,探究表土腐殖质对气热梯度的响应机理,进一步认识采煤沉陷区复垦土壤碳库稳定性及其转化与循环。主要研究结果如下:(1)2005-2016年,淮南市碳足迹年均增长4.20%,碳承载力年均增长9.10%。淮南市对安徽省碳足迹的贡献率由2005年7.25%减小至2016年5.84%,碳承载力由2005年0.71%增加至2016年2.07%。人均净碳足迹、碳足迹密度、碳足迹强度及碳压力指数均高于安徽省同期水平,但差距有不断缩小的趋势。可见,淮南作为煤炭资源型城市,碳减排成效显著,但压力仍然较大。此外,区域采煤沉陷区不断扩大,这可能会对区域碳承载力产生一定的影响,对区域产业发展和土地规划调整提出了新的要求和挑战。(2)修复区表土水溶性物质(WSS)相对富足,胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM)相对不足。土壤剖面HE以HA为主,对照区土壤剖面以FA为主且FA由有机层向矿质层转移。PQ和HA的E4/E6结果表明,覆土厚度较厚区域土壤腐殖化程度大于覆土厚度较薄区域。腐殖质组分之间具有较显著的相关性。土壤理化性质与水溶性物质具有显著的相关性,而与腐殖质其他组分相关性不显著。覆土厚度过薄会增加表土的温度敏感性,从而影响土壤呼吸和矸石基质化学氧化释放气热的过程。(3)底部供给CO2显著提高了土体剖面分布的CO2浓度,在重构土体剖面形成气体梯度,下层CO2浓度高于上层。不同供气处理条件下,表土腐殖质组分变化趋势相对一致。WSS在试验过程中变异性较大,这种波动性可能与表层土壤干湿交替有关。HA和FA氧化分解显著,HM有所增加,可能存在HA和FA向HM转化。底部供气处理抑制了HA和FA的分解,这种抑制作用在实验结束时减弱或消失。底部供气一定程度上抑制了剖面土壤微生物活性,然而并未影响到表土微生物活性。在试验过程中,土壤腐殖化程度增加,但HA分子简单化。总体来看,底部供气对表土腐殖质氧化的影响规律不明显。(4)在底部供热条件下,重构剖面形成了由底部及表层逐渐降低的温度梯度。表层土壤温度受底部供热的影响较低。WSS、HA、FA变化趋势相对一致,而组分HM则较为稳定。底部供热条件促进了表土腐殖质组分的分解,同时这种促进作用程度也受到土壤中未分解或半分解动植物残体、试验周期和土壤水分条件的影响。总体来看,底部供热对表土腐殖质氧化的影响规律不明显。