孫超峰， 宋立全， 臧淑英， 焦亞青， 魯博權

（1.哈爾濱師范大學寒區(qū)地理環(huán)境監(jiān)測與空間信息服務黑龍江省重點實驗室，黑龍江哈爾濱150025；2.黑龍江省寒區(qū)生態(tài)安全協(xié)同創(chuàng)新中心，黑龍江哈爾濱150025）

0 引言

北半球多年凍土區(qū)深度為3 m 的土壤含有約839～1208 Pg 有機碳［1］。由于多年凍土退化，儲存在多年凍土中的大量有機碳被釋放出來，成為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳氣候反饋［2-3］。大興安嶺多年凍土區(qū)位于歐亞大陸多年凍土帶南緣，凍土厚度小、熱穩(wěn)定性差、易受氣候變化的影響［4］。研究發(fā)現(xiàn)高緯度凍土與沼澤濕地存在著共生關系［5］，多年凍土的冷生環(huán)境為泥炭地的形成和發(fā)育提供了良好的基礎。在冷濕的氣候環(huán)境下，植物凋落物難以被土壤中的微生物分解，從而使有機碳累積，形成泥炭層［6］。雖然泥炭沼澤僅占陸地面積的3%，但其土壤碳儲量卻占土壤碳庫的15%～30%［7］。土壤可溶解性有機碳（DOC）被認為是泥炭地碳循環(huán)中最活躍、最敏感的指標［8］，對土壤化學物質的溶解、吸附等行為均有顯著的影響［9］。DOC 是全球碳循環(huán)的重要組成部分，它由簡單的有機酸和復雜的大分子物質組成［10-11］。雖然土壤DOC 在總有機碳中占比很?。?%～5%）［12］，但它卻是養(yǎng)分移動的基本載體因子，其積累和分解直接影響到全球碳平衡［13-15］。

目前，對土壤DOC 已經(jīng)進行了大量研究，但對于多年凍土泥炭地秋季凍結期DOC 變化對土壤水熱變化響應的研究相對較少。已有研究發(fā)現(xiàn)在秋季凍結期單向凍結階段，活動層底部的水分會在溫度梯度的驅動下向凍結鋒面移動，同時熱量也會向凍結鋒面?zhèn)鬏?。而在雙向凍結階段，表層土壤凍結，活動層內上下兩個凍結鋒面之間的融化層溫度在0 ℃或高于0 ℃，此時融化層中的水分向上下兩個凍結鋒面?zhèn)鬏?，熱量也在水相變放熱的過程中向鋒面?zhèn)鬏?，從而導致土壤含水量及溫度發(fā)生變化［16-17］。土壤水分和溫度對DOC 的影響主要是通過調節(jié)土壤微生物的活性以及分解速率，微生物的代謝積累和細胞的裂解死亡來改變土壤DOC 的含量［18-19］。也有研究發(fā)現(xiàn)水分的增加會促進土壤團聚體的分散，使本來吸附在土壤表層的有機碳溶出土壤，進而增加土壤DOC 的含量［20］。同時溫度上升，也會使有機碳流失增加，溫度每上升10 ℃，有機碳產(chǎn)量大約增加一倍［21-23］。研究表明溫度的升高和凍土退化是泥炭地土壤DOC 輸出增加的主要動力機制［14］。當前關于多年凍土泥炭地碳循環(huán)對氣候變化的響應以及反饋機制仍然不清楚［24］。

目前，大興安嶺地區(qū)碳循環(huán)的研究主要集中在不同土地利用方式，不同林型及不同強度人為干擾，土壤有機碳的差異等方面，且多以室內模擬試驗為主［25-27］。針對大興安嶺多年凍土泥炭地秋季凍結期土壤DOC分布特征，土壤溫度及含水量如何影響土壤DOC含量變化的野外原位研究還比較缺乏。因此，本研究選取了大興安嶺多年凍土區(qū)小葉章泥炭地（CP）、興安落葉松—泥炭蘚泥炭地（LP）、白毛羊胡子苔草泥炭地（EP）作為研究對象，探究在秋季凍結期野外原位土壤DOC 含量變化對淺層和深層多年凍土泥炭土壤水熱過程變化的響應，揭示該過程中土壤DOC 含量變化的影響因素。本研究可為該區(qū)探究不同類型多年凍土泥炭地土壤對氣候變化響應機制的研究提供參考依據(jù)，為多年凍土區(qū)泥炭地碳循環(huán)研究提供資料支持。

1 研究區(qū)概況

本研究地點隸屬于黑龍江漠河森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，位于大興安嶺北部，漠河市北極村（53°17′～53°30′N，122°6′～122°27′E），該地區(qū)屬寒溫帶大陸性季風氣候，夏季受副熱帶海洋氣旋的影響，短暫多雨，冬季受大陸季風和蒙古高壓控制，漫長寒冷，春、秋兩季受季風交替影響，氣候多變。秋季降溫劇烈，易發(fā)生早霜和凍害現(xiàn)象。年平均氣溫為-4.9 ℃，年平均降水量460.8 mm 左右，全年平均無霜期約為90 d，≥10 ℃的積溫為1 436～2 062 ℃，每年秋季和春季土壤存在多次凍融交替現(xiàn)象［28］。研究樣地土壤主要為泥炭土，泥炭層厚度45～60 cm，典型植被類型主要為草本層以小葉章（Calamagrostis angustifolia）、白 毛 羊 胡 子 苔 草（Eriophorum vaginatum）為優(yōu)勢種，灌木層有云杉（Dragon spruce）、杜香（Ledum palustre）、興安落葉松（Larix gmelini）地表有泥炭蘚覆蓋、白樺（Betula platyphylla）、樟子松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）。

在觀測研究站的區(qū)域內，選擇多年凍土泥炭地，沿一定坡度設置CP，LP 和EP 三種樣地。其中，CP 樣地中廣泛分布著小葉章植被；LP 樣地的主要植被是地面伴有廣泛分布的泥炭蘚的興安落葉松-泥炭蘚泥炭地；EP 樣地中廣泛分布著塔頭，白毛羊胡子苔草為主要植被。并且三種多年凍土泥炭地土壤均為酸性土壤。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

本研究于2019年9月下旬至11月初，選取大興安嶺多年凍土區(qū)CP、LP 和EP 為研究對象。在生境基本相同的情況下，依據(jù)不同泥炭地類型設置3 處100 m×100 m 樣地，并在每種泥炭地樣地內隨機設置3 塊20 m×20 m 樣方作為重復，并在樣方內按“S”型布設方式選取5 個樣點采樣，每個樣方的間隔距離不小于10 m。采樣過程中，去除土壤表面凋落物和腐殖質，然后用內徑5 cm 的土鉆進行土壤樣品采集。并根據(jù)大興安嶺地區(qū)泥炭層平均深度（50 cm），把土壤垂直剖面分為兩部分，淺層土壤（0～10 cm 和10～20 cm）和深層土壤（20～30 cm、30～40 cm 和40～50 cm）。間隔一天作為一個采樣周期，共采取21次土壤樣品，并按照凍結強度（-5～15 ℃、-10～10 ℃、-15～5 ℃）劃分為秋季凍結前期（9 月25 日—10 月7日）、中期（10 月10 日—10 月22 日）、后期（10 月24日—11 月5 日）。采集的新鮮土壤剔除可見石塊和雜質，按同種泥炭地類型同層次混合均勻后過2 mm篩，并置于4 ℃恒溫冰箱中暫時保存，用于DOC 待測溶液的提取和測定。

2.2 土壤理化性質測定

土壤DOC測定方法：通過稱取10 g新鮮土壤放置于250 mL 三角瓶中，再加入50 mL 蒸餾水，在常溫下振蕩30 min 后使用離心機以4 200 r·min-1離心10 min，提取上清液過0.45 μm 濾膜，然后用Multi N/C 2100 TOC 儀（德國耶拿）測定土壤DOC 含量［27］。使用鮮土20 g在105 ℃的烘箱中烘24 h后測定土壤含水量。使用便攜式溫度計（JM-624，今明儀器有限公司，中國天津）測量不同土壤深度土壤溫度。

2.3 數(shù)據(jù)處理

本文數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0 軟件進行統(tǒng)計分析，用Origin 9 軟件進行繪圖。采用單因素方差分析法one-way ANOVA（LSD）分別對淺層和深層土壤溫度和含水量以及不同秋季凍結強度3種泥炭地土壤DOC 含量進行差異顯著性分析，使用Pearson 相關分析分析土壤含水量和溫度與土壤DOC的相關性，采用逐步多元線性回歸模型對土壤溫度、含水量和DOC 含量進行分析，確定秋季凍結期土壤DOC 變化的影響因子。

3 結果分析

3.1 秋季凍結期3 種多年凍土泥炭地土壤含水量及溫度時間變化特征

在秋季凍結過程中3種多年凍土泥炭地土壤含水量呈現(xiàn)不同的變化特征。在秋季凍結前期CP 土壤含水量較高，除個別時間外淺層、深層土壤呈飽和狀態(tài)，而中期淺層土壤含水量變化幅度較大，含水量最高達160.13%±1.09%，最低為27.1%，總體呈波動下降趨勢。在后期土壤含水量較低，除26日外其他時間淺層、深層土壤含水量均未達到飽和狀態(tài)。在秋季凍結前期，LP土壤淺層含水量呈波動下降趨勢，含水量最高達121.82%±0.22%，最低為27.31%±0.02%。與前期相比，凍結中后期土壤含水量較低，淺層、深層均未達到飽和狀態(tài)，在20%～85%之間呈波動變化。在秋季凍結前期和中期，EP土壤含水量變化幅度較小，淺層和深層土壤含水量均在20%～75%之間呈波動變化。后期淺層和深層土壤含水量均呈上升趨勢（圖1，圖2和圖3）。

方差分析表明在前期CP 與LP、EP 淺層、深層土壤含水量呈顯著性差異（P＜0.01），中期CP 與LP淺層、深層土壤含水量呈顯著性差異（P＜0.05），CP與EP 淺層呈顯著性差異（P＜0.01）。后期除30～40 cm CP 含水量與LP、EP 土壤含水量呈顯著差異外（P＜0.05），其他土層土壤含水量均不存在顯著性差異（P＞0.05）。

在秋季凍結過程中不同泥炭地土壤溫度變化趨勢不同。在秋季凍結前期，CP淺層和深層土壤溫度均在0 ℃以上，并在這一時期達到峰值，峰值溫度為（3.25±0.05）℃，隨著時間的推移淺層和深層土壤溫度均呈波動下降趨勢，中期淺層與深層土壤溫度變化幅度較小，在-0.75～1.3 ℃之間呈波動變化。而在后期深層土壤溫度呈上升趨勢而淺層土壤則呈逐漸下降變化（圖1，圖2和圖3）。

在秋季凍結前期，LP 和EP 土壤溫度較高，峰值溫度分別為（6.25±0.95）℃和（6.05±0.15）℃，隨著時間的推移淺層、深層土壤溫度均呈波動下降變化，其中淺層土壤溫度變化較為劇烈，LP 最大溫差為5.85 ℃，EP 最大溫差為5.8 ℃，深層溫度相對平緩分別在0.5～1.25 ℃、0.4～1.15 ℃之間呈波動變化。與前期不同，在中期，LP 和EP 土壤淺層和深層溫度變化趨勢較一致，均呈先降后升變化，在后期深層土壤溫度呈上升趨勢而淺層呈逐漸下降變化，淺層與深層土壤溫差逐漸增大。

方差分析表明，在秋季凍結前期，CP 15 cm、20 cm 土壤溫度與LP 土壤溫度均呈顯著性差異（P＜0.05），深層土壤溫度與LP 土壤溫度均呈顯著性差異（P＜0.01），除0～15 cm土層外CP土壤溫度與EP 土壤溫度均呈顯著性差異（P＜0.01）。凍結中期，CP 地表、15 cm、30 cm、35 cm 土壤溫度與LP 土壤溫度呈顯著性差異（P＜0.05），與EP土壤地表、15～35 cm 土壤溫度均呈顯著性差異（P＜0.05）。后期3種泥炭地土壤溫度均不存在顯著性差異（P＞0.05）。

3.2 秋季凍結期3 種泥炭地土壤DOC 的時間變化特征

秋季凍結期3 種多年凍土泥炭地土壤DOC 存在不同的變化趨勢。在秋季凍結前期，CP淺層土壤DOC 含 量 平 均 值 為42.25 mg·L-1、深 層 為46.50 mg·L-1，隨著時間的推移，淺層與深層土壤DOC 含量均呈波動下降變化，其中淺層土壤DOC含量降低58.52%、深層降低66.02%。與前期變化相似，在中期淺層與深層土壤DOC 也呈波動下降變化。而在后期淺層與深層土壤DOC 均在32.00～76.78 mg·L-1之間呈波動變化（圖1，圖2和圖3）。

圖1 秋季凍結期CP淺層和深層土壤溫度、含水量和DOC時間變化特征Fig.1 Temporal variation characteristics of soil temperature，soil moisture content and soil DOC content of the shallow and deep soil layer in the CP during the autumn freezing period

圖2 秋季凍結期LP淺層和深層土壤溫度、含水量和DOC時間變化特征Fig.2 Temporal variation characteristics of soil temperature，soil moisture content and soil DOC content of the shallow and deep soil layer in the LP during the autumn freezing period

圖3 秋季凍結期EP淺層和深層土壤溫度、含水量和DOC時間變化特征Fig.3 Temporal variation characteristics of soil temperature，soil moisture content and soil DOC content of the shallow and deep soil layer in the EP during the autumn freezing period

在秋季凍結前期，LP 淺層土壤DOC 含量平均值為46.25 mg·L-1、深層為59.45 mg·L-1，淺層和深層土壤DOC含量均呈波動下降變化，其中淺層土壤DOC 含量降低65.80%、深層降低62.98%。在中后期LP 淺層與深層土壤DOC 含量在6.05～65.74 mg·L-1之間呈波動變化。

在秋季凍結前期，EP 淺層土壤DOC 含量的平均值為91.66 mg·L-1、深層為84.53 mg·L-1，淺層、深層土壤DOC含量均呈波動下降變化，其中淺層土壤DOC 含量降低64.63%、深層降低22.15%，淺層變化幅度大于深層土壤。而在中期淺層、深層土壤DOC 變化幅度較大，最大差值為149.76 mg·L-1。與中期變化趨勢不同，在后期淺層和深層均在52.39～99.28 mg·L-1之間呈波動變化。

本研究對三種多年凍土泥炭地同一個樣地凍結前期、中期和后期的淺層、深層和整體土壤DOC含量變化的差異性分析，結果表明，在CP 淺層土壤中，凍結中期和后期土壤DOC 含量差異性顯著（P＜0.01）；在CP 深層土壤中，凍結前期、中期和后期土壤DOC含量差異性均不顯著（P＞0.05）；然而，在CP整層土壤中，凍結中期和后期土壤DOC含量差異性顯著（P＜0.05）。在LP 淺層土壤中，凍結前期、中期和后期土壤DOC 含量差異性均不顯著（P＞0.05）；而在LP 深層土壤中，凍結前期和后期土壤DOC 含量差異性顯著（P＜0.05）；在LP 整層土壤中，凍結前期和后期土壤DOC 含量差異性顯著（P＜0.05）。在EP 凍結前期、中期和后期的淺層、深層和整體土壤DOC 含量變化的差異性均不顯著（P＜0.05）。對同一凍結時期三種多年凍土泥炭地土壤DOC 含量變化的差異性分析，結果表明，在凍結前期和中期，CP、LP 淺層、深層土壤DOC 含量分別與EP 土壤DOC 含量存在顯著性差異（P＜0.05）。凍結后期CP淺層土壤DOC 含量與LP 淺層土壤DOC 含量呈顯著性差異（P＜0.05），并且與EP 淺層土壤DOC 含量差異性不顯著（P＞0.05）。凍結后期，CP 深層土壤DOC 含量與LP 深層土壤DOC 含量差異性不顯著（P＞0.05），CP 深層土壤DOC 含量與EP深層存在顯著性差異性（P＜0.05），而且LP淺層、深層土壤DOC與EP土壤DOC含量均存在顯著性差異（P＜0.05）。

3.3 秋季凍結期3 種泥炭地土壤DOC 與環(huán)境變量的關系

3 種泥炭地土壤DOC 含量與環(huán)境因子的多元線性逐步回歸分析結果（圖4）表明，在秋季凍結前期20 cm 土壤溫度對CP 整體土壤DOC 含量的貢獻率為52.9%，后期0～10 cm 含水量對CP 淺層和整體土壤DOC 含量的貢獻率分別為64.1%（淺層），61%（整體）。秋季凍結后期20～30 cm 含水量對EP 深層土壤DOC 含量的貢獻率為65.2%，40～50 cm 含水量對整體土壤DOC 含量的貢獻率為70%。中期15 cm 土溫與10～20 cm 含水率對LP 淺層土壤DOC的貢獻率為80.8%。5 cm 土壤溫度對LP 整體土壤DOC 貢獻率為54.1%。在整個秋季凍結期地表溫度對LP 淺層與整體土壤DOC 含量貢獻率分別為29.7%（淺層）、19.5%（整體），30～40 cm 土壤含水量對LP深層土壤DOC含量貢獻率為19.6%。

圖4 秋季凍結期DOC含量和土壤溫度、含水量多元線性逐步回歸分析Fig.4 Multiple linear stepwise regression analysis of DOC content and soil temperature and moisture content during the freezing period in autumn

相關性分析結果（附表1）發(fā)現(xiàn)，在秋季凍結后期CP 淺層土壤DOC 含量與0～20 cm 含水量呈顯著性負相關（P＜0.05）。在中期LP 淺層土壤與5 cm、15 cm土溫及10～20 cm 土壤含水量呈顯著性負相關（P＜0.05），前期和后期與土壤溫度及含水量均不相關（P＞0.05）。后期EP 深層土壤DOC 含量與20～30 cm，40～50 cm 土壤含水量呈顯著性正相關（P＜0.05），前期和后期與土壤溫度及含水量均不相關（P＞0.05）（附表2）。

附表1 3種泥炭地秋季不同凍結時期淺層土壤DOC含量與溫度、含水量相關分析Attached table 1 Correlation analysis of DOC content of shallow soil with temperature and moisture content at different freezing periods in autumn in three peatlands

附表2 3種泥炭地秋季不同凍結時期深層土壤DOC含量與溫度、含水量相關分析Attached table 2 Correlation analysis of deep soil DOC content with temperature and moisture content at different freezing periods in autumn in three peatlands

4 討論

4.1 秋季凍結期3 種類型多年凍土泥炭地土壤DOC含量及變化特征

本研究發(fā)現(xiàn)在秋季凍結前期，3 種凍土泥炭地土壤DOC含量均呈波動下降變化，這與瑞典北部泥炭沼澤、三江平原濕地等地區(qū)的研究結果基本相一致，即隨著凍融次數(shù)的增加土壤碳含量最終呈下降變化［29-31］。引起這一變化的原因可歸為以下幾點：首先，可能是由于秋季凍結前期凍融作用破壞了土壤團聚體結構，打破了有機質之間的聯(lián)結，導致小分子物質的釋放［32-33］；第二，秋季凍結前期植物凋落物分解和根的分泌物可能會導致DOC 的額外輸出［34］；第三，隨著時間的推移凍融循環(huán)次數(shù)的增加，土壤中的微生物適應了這種變化，死亡的微生物在減少，沒有死亡的微生物不斷分解土壤中原有的DOC，使DOC 含量呈下降的變化。秋季凍結前期LP 和EP 淺層土壤DOC 下降幅度大于深層土壤，深層土壤DOC相對穩(wěn)定，而在威爾士中部泥炭地的研究也發(fā)現(xiàn)深層土壤有機碳相對淺層土壤較穩(wěn)定［35］。在秋季凍結前期淺層土壤首先出現(xiàn)晚上凍結，白天融化的日凍融現(xiàn)象，而凍融作用通過改變土壤吸附能力，破壞土壤結構，從而引起土壤DOC 含量的變化。本研究中在秋季凍結中期，EP 土壤DOC 含量較高，是因為土壤碳含量較豐富的土壤，土壤結構則相對穩(wěn)定，EP 土壤可能經(jīng)過多次凍融作用后，團聚體中的DOC逐步釋放出來，并在這一時期達到峰值［36］。而在秋季凍結后期3 種泥地土壤DOC 含量均呈波動變化，這與現(xiàn)有對亞北極凍土帶凍融狀態(tài)下的碳動態(tài)變化研究結果相似，在適度凍融情況下土壤DOC 并沒有大量的流失［37-38］。此外，本研究中不同類型泥炭地土壤DOC 含量不同，具體表現(xiàn)為EP＞CP＞LP。引起差異的原因可能是由于不同類型濕地凋落物的數(shù)量，根系分泌物和根系周轉，微生物群落結構和活性以及微生物殘體和代謝產(chǎn)物等存在差異，導致不同泥炭地DOC含量不同［39］。多年凍土泥炭地土壤DOC在自然環(huán)境下存在動態(tài)變化，說明了進行長時間監(jiān)測的必要性。

4.2 秋季凍結期土壤溫度對多年凍土泥炭地土壤DOC變化的影響

溫度變化對微生物活性，植被凋落物的分解，有機碳的礦化具有重要影響，但其作用形式不盡相同［40］。本研究發(fā)現(xiàn)在秋季凍結過程中，地表溫度是LP 淺層和整體土壤DOC 動態(tài)變化的重要驅動因素，分別解釋土壤DOC 含量29.7%、19.5%，這與前人的研究結果相似。Zhang 等［41］研究發(fā)現(xiàn)0～20 cm土壤DOC 含量主要受地表溫度的影響，20～40 cm深度的DOC 含量較穩(wěn)定與表層土壤溫度不相關。婁雪冬等［42］研究發(fā)現(xiàn)地表溫度是泥炭地表層土壤DOC 動態(tài)變化重要影響因子，R2為0.486。淺層土壤植物根系分布密集，且土壤碳含量豐富，地表溫度的變化通過改變根系分泌以及淺層土壤土壤微生物的周轉代謝速率從而對土壤DOC 含量產(chǎn)生影響［43-44］。同樣，本研究發(fā)現(xiàn)在秋季凍結前期CP土壤DOC 則主要受20 cm 土壤溫度影響，并解釋了DOC含量的52.9%，隨著土壤溫度的降低，DOC 含量逐漸減少，這也有可能與溫度變化改變了土壤微生物活性等因素有關。與CP 不同在秋季凍結中期淺層溫度是LP 淺層及整體土壤DOC 重要驅動因素，隨著溫度的升高土壤DOC 含量逐漸減少。張金波等［45］研究同樣發(fā)現(xiàn)濕地土壤DOC 受淺層溫度和凍融循環(huán)的影響，溫度升高土壤DOC呈下降變化。這可能是由于在秋季凍結中期，經(jīng)過多次凍融循環(huán)后土壤DOC含量較低。短暫的溫度上升，改變了土壤微生物活性導致DOC生物降解和礦化量的變化，當DOC 產(chǎn)生量小于消耗量，會造成土壤DOC 的逐步減少［46］。然而Christ 等［47］研究發(fā)現(xiàn)土壤DOC 隨溫度的升高逐漸增加。這說明不同土壤DOC 在影響因素方面以及動態(tài)變化上存在差異性。同時本研究發(fā)現(xiàn)在其他時期凍結過程中及土壤深度，CP土壤DOC 含量受土壤溫度變化的影響較小，可能由于野外條件的復雜性，土壤DOC含量和周轉不僅受溫度的影響，凋落物的質量和數(shù)量，植被的生物量，土壤質地均可控制或掩蓋溫度的效應［48］。

4.3 秋季凍結期土壤含水量對多年凍土泥炭地土壤DOC變化的影響

本研究結果表明，3 種多年凍土泥炭地土壤DOC 變化受到土壤含水量變化的影響。本研究發(fā)現(xiàn)在秋季凍結后期，20～30 cm，40～50 cm 土壤含水量對EP 深層及整體土壤DOC 具有促進作用，含水量的升高增加了土壤DOC 的含量。這一發(fā)現(xiàn)與已有的結果較為類似。馬素輝等［49］對黑河上游多年凍土區(qū)研究發(fā)現(xiàn)土壤含水量變化增加了土壤有機碳密度。Baumann 等［50］對青藏高原永久凍土區(qū)研究表明土壤含水量是土壤有機碳的重要驅動因素，并解釋了土壤有機碳64%的變異。土壤含水量對土壤DOC的影響一般通過影響微生物活性來實現(xiàn)，通過改變土壤微生物種群、土壤酶活性以及物質循環(huán)強度，促使土壤DOC含量發(fā)生相應的變化［18］。另一方面土壤含水量的變化對土壤團聚體結構產(chǎn)生破壞，包裹在團聚體中的有機碳因此被釋放出來，增加土壤DOC 的含量［20，51］。本研究中秋季凍結后期隨著淺層土壤含水量的變化，CP 淺層、整體土壤DOC 呈上升趨勢。前人在金川泥炭地的研究也有類似發(fā)現(xiàn)，季節(jié)性淹水的泥炭地中的DOC濃度顯著高于所有時間淹水的其他地區(qū)［41］。一般來說，在干濕交替變化的條件下，有利于提高微生物活性和加快凋落物分解速率，CP淺層土壤含水量在凍結后期變化幅度較大時，因此更有利于土壤DOC 的積累［52］。在中期隨著LP淺層土壤含水量的變化，減少了土壤DOC的含量，可能是因為土壤淺層含水量的變化影響了微生物活性以及淺層土壤吸附有機碳的能力，因此減少了土壤DOC的含量［53］。在秋季凍結其他階段CP，EP 土壤含水量與DOC 均不相關。可能由于土壤DOC受多種因素變化的影響，而在這一時期土壤含水量并不是土壤DOC 變化的主要驅動因素。該研究表明在秋季凍結過程中不同多年凍土泥炭地土壤DOC 受土壤含水量影響的程度不同，而在凍結后期土壤含水量則是控制土壤DOC變化的主要因素。

5 結論

本研究通過原位試驗探究秋季凍結期土壤水熱變化對多年凍土泥炭地土壤DOC變化的影響，得出以下結論：

（1）在秋季凍結期，3種多年凍土泥炭地土壤DOC含量呈現(xiàn)出EP＞CP＞LP，且土壤DOC 含量平均值分別為83.99 mg·L-1、45.75 mg·L-1和43.13 mg·L-1。

（2）在秋季凍結期，3 種類型多年凍土泥炭地土壤DOC含量均在前期呈波動下降變化；其中淺層土壤DOC 下降幅度大于深層，在中期EP 土壤波動較大，最大差值為149.76 mg·L-1。CP 和LP 土壤DOC中、后期變化較平緩。

（3）在秋季凍結期，土壤溫度及含水量影響著土壤DOC 的變化。在秋季凍結期不同凍結階段引起土壤DOC 變化的主要影響因子存在差異。在凍結前期和中期，土壤溫度是影響土壤DOC變化的主要影響因子，而在凍結后期，土壤含水量則是控制土壤DOC 變化的主要因素。在整個秋季凍結期，LP 淺層土壤DOC 主要受地表溫度驅動（R2=0.297，P＜0.01），深層土壤DOC 則主要受深層含水量的影響（R2=0.196，P＜0.05）；整體土壤DOC 則受地表溫度影響較大（R2=0.195，P＜0.05）。由于秋季凍結期監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺乏，本研究可為評估多年凍土碳反饋提供重要資料。