北半球多年冻土区土壤有机碳（SOC）是全球碳库的重要组成部分，在全球碳平衡过程中具有重要作用。随着全球气候变化，中高纬度多年冻土区森林火灾频发，诱发多年冻土快速退化，导致SOC大量损失，对气候变暖形成正反馈效应。研究不同火烧强度后多年冻土区SOC及其组分的含量变化特征，对于火后SOC库的管理具有重要意义。本文选取大兴安岭阿龙山镇多年冻土区2009年火烧迹地为研究对象，通过相邻样地比较法，对不同火烧强度0～1 m深度的SOC含量、密度及其组分含量的变化规律进行分析。结果表明：（1）在未过火样地，随着土壤深度的增加，SOC含量及密度、游离态颗粒有机碳（fPOC）、闭蓄态颗粒有机碳（oPOC）和颗粒态有机碳（POC）含量下降，与0～10 cm土层相比，90～100 cm处含量分别下降了84.75%、2.78%、99.82%、91.86%和98.97%；矿物结合态有机碳（MAOC）含量变化趋势相反，与0～10 cm土层相比，90～100 cm处含量增加了830.93%。（2）与未过火样地相比，在0～1 m深度，轻度火烧样地SOC含量和密度分别降低了9.78%和9.30%;fPOC、oPOC、P...

在全球变暖的背景下，北极出现了冻土退化、夏季海冰减少、陆地径流输入增加和沿岸侵蚀加剧等一系列变化。随着全球变暖，封存于冻土中的有机碳（Organic Carbon,OC）正在向海加速迁移和释放，这将影响北冰洋的碳循环的格局，但目前鲜有证据能直接证实这一推论。本文通过分析楚科奇海两根百年尺度沉积岩芯的木质素和碳同位素，讨论了其所埋藏的有机质的来源和剖面变化情况。结果显示楚科奇海柱状沉积物中的有机碳来源于陆生C3植物的草本组织和海洋源生产的混合贡献；沉积物中木质素的绝对含量Σ8呈现上升趋势，证明随着全球变暖，更多的陆源物质被输运到楚科奇海。本研究表明人类活动引起的全球变暖确实增加了冻土有机碳向海的迁移，陆源输入增强导致的木质素含量增加是百年尺度下全球变暖导致冻土融化增强的直接证据。

全球寒区冻土区包括季节性和多年冻土区，主要分布在高海拔和高纬度地区，其土壤中储存了大量的有机碳。该地区正面临着比全球平均温度更高的暖化速率，气候变暖对该地区土壤有机碳的影响及其对气候变暖的反馈作用倍受关注。本文针对气候变暖对季节性和多年冻土草地生态系统碳循环关键过程(如植物生产、凋落物和根系分解、微生物群落结构等方面)的影响，以及土壤有机碳形成和稳定性机制等进行了扼要综述。在此基础上，提出了目前存在的问题，分析了未来在实验设计和新技术应用上的有关发展态势，以期进一步推动气候变暖背景下，我国寒区草地生态系统碳循环关键过程和土壤有机碳库稳定性机制的研究。

为完善阿里荒漠区土壤本底数据，提高对高寒荒漠土壤碳汇水平的认识，以青藏高原阿里荒漠区0～100 cm土层为研究对象，通过对分布在全区34个样点的野外调查、样品收集与室内试验，探讨了土壤有机碳含量（soil organic carbon, SOC）与土壤有机碳密度（soil organic carbon density, SOCD）的分布特征及其与植被类型和土壤物理性质的关系。结果表明：（1）0～100 cm深度的SOC和SOCD均值分别为3.74 g·kg-1和4.91 kg·m-2，在全国范围内处于较低水平；在垂直方向上，SOC与SOCD从表层逐渐向深层递减，具有明显的表聚现象。（2）全区的SOC与SOCD表现为强变异性，而且因植被类型不同呈显著差异（P≤0.05），水平方向上呈现为由东北向西南从荒漠草原、草原化灌木荒漠、半灌木-矮半灌木荒漠再到无植被区域的递减趋势。（3）区内土壤的容重和砂粒含量随深度增加而逐渐增加，含水量、黏粒含量和粉粒含量逐渐减少，在部分植被盖度低的区域土壤含水量和黏粒含量随土层深度呈现出低—高—低趋势。土壤含水量、粉...

河流有机碳输出是北极碳循环的重要组分,对气候变化十分敏感。本文利用ArcticGRO的径流及有机碳数据,通过数理统计分析等方法,对2004—2017年间俄罗斯西伯利亚地区的鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河有机碳输出进行研究。结果显示:西伯利亚3大河流的年均有机碳输出总量约23 Tg,其中溶解有机碳(DOC)输出约18.55 Tg,占北极地区50%以上,接近颗粒有机碳(POC)输出的4倍。2009—2017年间的年均DOC输出量较1999—2008年存在较大差异,鄂毕河增加18%,叶尼塞河下降13%,而勒拿河增加了近70%。春、夏两季有机碳输出总量占全年85%以上,春季为有机碳输出高峰期,而在鄂毕河流域春、夏季贡献率相当。各流域河流有机碳输出特征不同且具有季节性变化,主要受径流、冻土及人类活动等的影响。其中,DOC输出总量在年际与季节性变化特征上均与径流变化呈显著正相关,随径流增加DOC浓度也相应增大;而多年冻土也因类型及分布差异对河流DOC与POC具有不同程度的影响。研究气候变化下的北极河流有机碳输出特征及影响要素,有助于深入理解北极河流有机碳输出对气候及环境变化的综合响应,为揭示气候变化下的...

青藏高原土壤有机碳储量(soil organic carbon stocks,SOCS)对于区域生态环境演替具有重要作用,但是其空间分布数据还比较缺乏,特别是季节冻土区的数据较少。基于378个土壤剖面数据,结合与土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)相关的地形、气候以及植被等环境因子,使用地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型模拟了青藏高原季节冻土区0～30cm、0～50cm、0～100cm和0～200cm深度的SOC总量和空间分布。结果表明:青藏高原季节冻土区SOCS自东南向西北递减,表层0～200cm的SOC总量约15.37Pg;季节冻土区不同植被类型SOC从大到小依次为森林、灌丛、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠;各土壤类型中棕壤、黑钙土和泥炭土的SOC最大,而棕钙土、棕漠土、灰棕漠土、风沙土、石质土、盐土、冷钙土、寒漠土以及冷漠土的SOC最小。研究结果给出了青藏高原季节冻土区SOC的总量、空间分布及规律,可为相关地球模式的发展提供基础数据。

以高寒半干旱区青海湖流域季节性冻土为研究对象,通过调查采样和室内分析,研究了坡向和坡位对不同深度土壤有机碳含量分布的影响。结果表明:阴、阳坡有机碳含量均随土壤深度增加而下降,但阳坡下降的幅度(64%)明显高于阴坡(44%)。阴坡土壤有机碳平均含量为81.99 g/kg,大于阳坡(61.84 g/kg);不同坡位,土壤有机碳分布特征因坡向而异,其中阴坡土壤有机碳平均含量表现为坡下(89.60 g/kg)>坡中(86.52 g/kg)>坡上(69.87 g/kg),而阳坡土壤有机碳平均含量表现为坡上(65.71 g/kg)>坡下(61.42 g/kg)>坡中(58.39 g/kg)。此外,坡位对不同深度土壤有机碳的影响程度在不同坡向也存在差异。阴坡坡位因子对深层土壤有机碳影响显著,而阳坡坡位因子对浅层土壤有机碳影响显著。一般线性模型结果表明,坡面土壤有机碳含量主要受土层和坡向的影响,可解释74.52%的变异性。

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型(高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原)8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明:高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高(49.50kg·m-2),高寒草甸次之(11.22 kg·m-2),高寒草原最低(7.30 kg·m-2)。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。

对采自青藏高原的4个高海拔冻土样品在5、15、25和35℃4个温度下进行了为期90d的实验室培养。结果发现,随着温度升高,土壤呼吸强度和有机碳累积分解量呈现出不断增大的趋势;在时间变化上,培养初期土壤呼吸强度达到最高值随后不断下降,15d左右以后达到稳定。同样的温度下,土壤呼吸强度呈现如下顺序:沱沱河(草甸沼泽土)>乌丽(高山草甸土)>五道梁(高山草原土)>格尔木(灰棕漠土),但后3个土样之间差别并不显著。通过密度分选、酸水解和氯仿熏蒸方法,分别从物理、化学和生物学的角度对土壤有机碳组分进行划分,同时运用动力学方程分两库和三库对有机碳分解动态进行模拟。结果表明,应用不同实验方法划分的土壤碳组分差异明显,活性有机碳占总有机碳的比例从低到高依次是:微生物量碳占1.26%～10.31%,轻组有机碳占9.13%～20.22%,易氧化有机碳占28.35%～49.35%;分两库和三库拟合土壤不同碳库,二者的活性有机碳占总有机碳比例分别为0.50%～3.65%和0.51%～3.26%,MRT分别为8～56d和8～50d,结果比较接近;此外,应用模型方法所测活性碳比例显著低于实验方法...