土壤有机质的化学组成和结构是影响土壤有机质稳定性和功能发挥的重要因素，全面解析土壤有机质的化学结构是评价土壤有机质形成过程和调控因子的重要手段。但目前关于区域尺度上土壤有机质化学组成和结构特征，及其如何耦合土壤自身属性和气候因子协同影响土壤有机质的稳定性和功能机制亟需深入探究。

东北地理所土壤物质循环学科组研究人员利用在东北典型黑土带吉林省范围内采集的234个表层土壤样品，通过傅里叶红外光谱技术，结合气候和地形因子，阐明了典型黑土有机质量质变化的空间分布特征及主要驱动因素，解析了土壤有机质化学官能团组成对土壤有机质稳定性的调控机制。研究结果表明，典型黑土带土壤有机碳含量变化范围是8.2 -34.5 g/kg，有机碳含量和活性较高的脂肪族碳官能团的相对丰度从南到北呈增加趋势，而稳定性较强的芳香族碳官能团丰度和芳香族碳/脂肪族碳比例呈递减趋势，多糖和矿物结合态碳官能团无明显区域性变化规律。主成分分析发现区域范围内土壤有机质化学官能团的差异不显著，但受土壤有机碳含量的影响更大，其中芳香族碳官能团与低有机质含量土壤显著相关，脂肪族碳官能团与高有机质含量土壤相关，说明东北典型黑土带南部气温较高、降水较大，低有机质含量的土壤中芳香族碳丰度越高，有机质的腐解程度越高（图1）。本研究为评价土壤有机质及其稳定性的空间分布提供了光谱学研究证据。

图1. 不同研究区域（a）与土壤有机碳含量（b）条件下土壤有机质化学官能团结构特征

相关研究成果近期发表在国际农林科学期刊《Catena》上，土壤物质循环学科组硕士研究生雷琬莹为第一作者，李娜正高级工程师为通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划项目、中国科学院基础前沿科学研究计划项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目联合资助。

论文信息：Wanying Lei, Qiang Pan, Peiji Teng, Jinchao Yu, Na Li*. How does soil organic matter stabilize with soil and environmental variables along a black soil belt in Northeast China? An explanation using FTIR spectroscopy data. Catena, 2023, 228, 107152.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107152.