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

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。