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森林是陆地生态系统的主体,是陆地上最大的碳库和碳汇。土壤在调节森林生态系统碳循环和减缓全球气候变暖中起着重要作用。但是,由于森林类型的多样化、结构的复杂性以及森林对干扰和环境变化的动态响应不同,至今人们对森林土壤碳储量及其固碳速率的科学估算,以及土壤碳循环关键过程及其稳定性机理的认识还十分有限。本文以我国湖南省区域常绿阔叶林、马尾松人工林和杉木人工林为例,研究了我国亚热带主要森林类型土壤有机碳分配格局及固碳潜力,探讨了土壤有机碳的垂直分配格局、团聚体分配格局、活性有机碳组分和土壤有机碳的分解。研究结果表明: (1)湖南省三种森林类型土壤有机碳储量具有显著性差异(P<0.05),常绿阔叶林、马尾松人工林、杉木人工林分别为140.54、104.82、126.70Mg· hm-2。三种森林类型单位土层土壤碳储量随着土层加深而降低,约有48%土壤有机碳储存于0~30cm层。森林土壤巨大固碳潜力主要存在于土壤0~10cm层,马尾松林为16.18Mg·hm-2、杉木林为15.27Mg· hm-2。 (2)土壤不同粒径团聚体有机碳分布有显著性差异(P<0.05):大团聚体碳约占25%;微团聚体碳约占22%;粉粘粒体碳约占53%。三种森林类型间土壤大团聚体有机碳含量差异显著(P<0.05),其中,常绿阔叶林最高(8.85g·kg-1),杉木人工林次之(6.28g·kg-1),马尾松人工林最低(4.03g·kg-1)。因此,常绿阔叶林土壤稳定性高于马尾松和杉木人工林。土壤有机碳含量与大团聚体碳含量呈显著正相关,与粉-粘粒体碳含量呈显著负相关。马尾松人工林和杉木人工林土壤团聚体固碳潜力分别为11.62和8.75Mg·hm-2,其中土壤粉-粘粒体固碳潜力约贡献45%和48%。因此,粉-粘粒体是土壤巨大固碳潜力的关键粒径组分。 (3)三种森林类型中,常绿阔叶林土壤活性有机碳含量与总有机碳含量的比值显著低于针叶人工林。同时,活性有机碳与土壤总有机碳含量呈现显著正相关关系。不同组分活性有机碳库间,微生物生物量碳与热水溶性有机碳和易氧化有机碳呈现显著正相关关系。 (4)土壤有机碳分解速率随着温度升高而呈现显著性增加。三种森林类型间土壤有机碳分解速率有显著性差异:阔叶林>马尾松林>杉木林;三种森林类型土壤有机碳分解的温度敏感性,常绿阔叶林显著高于杉木人工林。该研究表明在全球变暖的情景下,杉木人工林向常绿阔叶林转变增加了土壤有机碳储量,却加剧了二氧化碳的排放。土壤中粉-粘粒体碳含量越高,土壤有机碳分解的温度敏感性越小。