土壤团聚体是土壤结构的基本单元，它的稳定性决定着土壤的持水性、通气性、抗蚀性及相关的水分运动和溶质运移。同时，土壤团聚体的形成也是有机碳固持与稳定的重要过程。团聚体一方面可以对有机质进行物理保护，使有机质免受微生物分解和发生氧化，另一方面可以通过化学吸附将有机质吸附在粘土颗粒的表面，从而减少土壤有机碳损失。土壤团聚体稳定性的下降不仅会造成土壤结构退化，还会严重干扰土壤碳循环过程，进而影响陆地生态系统与大气之间的碳交换。不同粒径团聚体在稳定土壤结构、保护有机碳的能力方面表现不同。土壤大团聚体中一般含有更多的有机碳，但因其易发生矿化，属于不稳定的有机碳，而小团聚体中的有机碳则大多是高度腐殖化的惰性组分，更新周期长、相对稳定。因此，了解土壤团聚体稳定性、不同有机碳组分的空间格局与影响因素，对于认识土壤固碳机制、制定合理的土地利用和管理措施具有重要的理论和实践意义。
研究表明，土壤团聚体稳定性、有机碳组分不仅受土壤内在属性（如土壤质地、胶结物等）的影响，还受外部环境条件（如地形、植被、土地利用和管理措施等）的影响。在流域尺度上，由于不同因子之间是相互关联的，土壤团聚体稳定性、有机碳组分应是上述因子综合作用的结果，不同因子对土壤团聚体稳定性、有机碳组分的影响路径和影响程度均不同。然而，当前对土壤团聚体稳定性、有机碳组分影响因素的研究主要采用传统统计分析或相关分析探讨某一特定因子的影响，而对于流域尺度多因素的综合影响，尤其是不同因子的主次关系和影响程度仍不清楚。
鉴于此，地球关键带站王云强研究员团队依托陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站，以洛川双岔沟小流域为研究对象，通过网格法布设采样点（88个），采集0–20 和20–40 cm土层的土壤样品，采用湿筛法进行团聚体分级，测定大团聚体（0.25–2 mm）、微团聚体（0.053–0.25 mm）和 < 0.053 mm组分的含量及其有机碳含量，结合经典统计、地统计、相关分析、冗余分析、结构方程模型等方法，研究了土壤团聚体稳定性、有机碳组分的空间变异特征、空间分布规律和主控因子。
结果表明：土壤团聚体稳定性、不同有机碳组分均呈现中等程度空间变异性（23.3–38.9%），但不同有机碳组分具有不同的空间分布格局；土壤属性（质地、胶结物质等）是影响土壤团聚体稳定性、有机碳组分分布的最重要因子；土地利用变化显著影响土壤团聚体稳定性，主要影响土壤大团聚体、微团聚体的周转及其固存的有机碳含量；地形可以直接或间接（通过影响土壤有机碳周转、水分状况、土地利用空间分布、植被覆盖度等）影响土壤团聚体稳定性，但地形导致的生态水文变化则主要影响 的土壤团聚体组分及其有机碳含量；草地植被恢复是提高黄土塬区土壤抗侵蚀能力的重要措施，根系的物理缠绕作用在土壤有机碳固存中发挥着重要作用。
上述成果已发表于国际期刊《Soil & Tillage Research》和《Science of the Total Environment》上，地球环境研究所张萍萍助理研究员为第一作者，王云强研究员为通讯作者。研究工作得到中国科学院先导B类项目、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会项目等联合资助。
详文见：
Zhang Pingping, Wang Yunqiang*, Xu Lan, Li Ruijie, Sun Hui, Zhou Jingxiong. Factors controlling spatial variation in soil aggregate stability in a semi-humid watershed. Soil & Tillage Research, 2021, 214: 105187. .
Zhang Pingping, Wang Yunqiang *, Xu Lan, Sun Hui, Li Ruijie, Zhou Jingxiong. Factors controlling the spatial variability of soil aggregates and associated organic carbon across a semi-humid watershed. Science of the Total Environment, 2021, .
图1 采样点分布及小流域地形特征和土地利用空间分布
图2 小流域土壤团聚体稳定性空间分布格局
图3小流域土壤团聚体组分和有机碳组分的空间分布格局
图4 土地利用方式对土壤团聚体组分和有机碳组分的影响
图5 利用结构方程模型模拟环境因子对土壤团聚体稳定性的影响
图6 利用结构方程模型模拟环境因子对土壤团聚体组分的影响
图7 利用结构方程模型模拟环境因子对土壤有机碳组分的影响
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