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黑土是自然肥力很高的土壤,其肥力水平受地形、气候等很多因素的影响,因此弄清这些要素对黑土土壤碳氮分布和储量的作用具有重要意义。秸秆还田能强烈影响土壤碳氮储量,土壤团聚体对土壤有机碳氮的固存有重要作用,但是长期不同施肥条件下秸秆碳氮是如何在团聚体中分配的还不是很明确。此外,对于自然条件下黑土地区土壤碳氮与地形、气候的关系,尚缺乏定量的描述。因此本文首先选择中国东北地区黑土,利用13C与15N同位素双标记技术研究了秸秆碳氮在不同施肥条件下黑土中转化及其在团聚体的分配。本试验的土壤（0-20cm）采自吉林公主岭长期定位试验站（建立于1980年）,选择了3个施肥处理,分别是:1)对照（CK）,2)施化肥处理（NPK）,3)有机肥化肥配施（NPKM）。分别在三种施肥处理中加入1%的玉米秸秆(δ13C=578.22‰及δ15N=15289.8‰),加秸秆及不加秸秆土样在25℃下室内培养了360天。通过湿筛法将土壤分为大团聚体（>250μm）和微团聚体（<250μm）。其次,选择了位于美国上桑河流域的四个农业用地（AG1-4）,一个退耕还草样地（RP）和一个森林样地（FF）,利用自己开发的动态湿度指数（DWI）,研究DWI与土壤碳氮之间的相关性,在广泛空间尺度上研究了美国自然黑土碳氮分布情况。与此同时也计算了DWI对植物来源碳木质素的贡献。研究的主要结果如下:（1）长期不施肥和单施化肥黑土对外源秸秆碳的添加更加敏感,其周转更快,有机肥配施化肥处理可以固定更多的秸秆碳到团聚体中。研究结果表明,对于CK,NPK,NPKM处理来说,秸秆碳在大团聚体中的固存分别在90天,135天以及180天达到峰值,在微团聚体中的固存分别在135天,45天及135天达到峰值。在整个培养过程中,有机碳本底值低的土壤促进新添加秸秆周转,有机肥配施化肥处理有利于将新加入秸秆碳固存到团聚体中。（2）化肥与有机肥配合施用提高了黑土土壤固存玉米秸秆氮的能力。经过360天的培养,玉米秸秆氮在土壤团聚体（大团聚体和小团聚体）中残留数量的顺序为NPKM>NPK>CK。对于CK,NPK,NPKM处理来说,秸秆氮在大团聚体中的固存均在90天达到峰值（平均65.4%）,在微团聚体中的固存分别在45天,360天及360天达到峰值。结果也表明大团聚在整个培养过程中赋存了更多的秸秆氮,说明大团聚体固存玉米秸秆氮比微团聚体强。（3）动态湿度指数能很好地描述与地表土壤碳氮及化学性质之间的相关性。研究结果表明,相对于地形湿度指数（TWI）,动态湿度指数（DWI）与土壤碳氮及化学性质之间强烈相关,特别是pH、δ13C、δ15N和某些木质素酚（香草基酚类（V）,肉桂基酚类（C）/香草基酚类,木质素（SVC）/次级脂肪酸（SFAs））。相较于大尺度地形,微地形、气候、土壤质地更能在一定程度上影响碳氮及其相关指标的分布。（4）土壤物理及化学性质对于植物来源碳木质素含量的影响最大,动态湿度指数对于木质素的含量影响较小。研究结果表明,土壤物理及化学性质对于香草基酚类（V）、紫丁香基酚类（S）、肉桂基酚类（C）的影响占比分别为50.93%、74.10%、65.78%。动态湿度指数、动态湿度指数与土壤理化性质之间的交互作用对于木质素的含量影响较小（<5%）。