土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,在全球气候变暖的今天,其微小的变化都会产生巨大的影响。土壤有机碳和无机碳都是土壤碳库的重要构成,但目前的研究更多地局限于有机碳,较少考虑无机碳的影响。我国是受土壤盐碱化侵蚀最为严重的国家之一,土壤盐碱化不仅对农作物生长发育产生危害,还会导致土壤的物理性恶化,地下水矿化度上升,大面积土地荒芜,农田减少。同时,采用同位素技术能够很好地示踪物质的源和汇,分辨物质中所包含某种元素的组成。通过不同盐碱程度的土壤碳的同位素自然丰度以及生长季前后的变化,对土壤有机碳和无机碳的迁移转化是土壤碳循环研究的新技术和新课题。吉林省松原市地处全球气候变化研究中的中国东北样带内,是全球三大盐碱土壤集中分布地区之一和全球碳循环研究的重要区域。本研究依托导师所主持的国家自然科学基金项目“吉林西部盐碱土区土壤有机碳—无机碳转移通量和转化机制研究”,以吉林西部盐碱土区玉米作物的旱田土壤和水稻作物的水田土壤为研究对象,较为系统地测试反映了土壤盐碱化程度的基本理化性质以及土壤有机碳、无机碳含量及有机碳、无机碳的碳稳定同位素比值(δ¹³C值),揭示了不同盐碱程度土壤的δ¹³C值的变化规律、不同盐碱程度表层和深层土壤碳含量的变化以及其与δ¹³C值的关系,在分析生长季前后不同盐碱土壤的碳含量的变化的基础上,计算了生长季土壤中新增的植物源无机碳的含量和占比。研究结果表明:水田土壤盐碱程度随开发年限的增加而减弱,而旱田土壤的改善效果相对较差。说明玉米的种植对盐碱土壤的改善效果不十分显著,而水稻的种植可以有效地降低土壤盐碱程度。幼苗期旱田和水田的土壤有机碳含量均随盐碱程度的增加而减小;而土壤无机碳含量呈现相反的变化趋势。虽然成熟期两种农田土壤碳含量的变化规律与幼苗期相似,但与幼苗期作差值比较时发现,旱田表层土壤有机碳增加,而深层减少,水田土壤各土层有机碳均增加,随盐碱程度的加深,增量减少。两种农田土壤无机碳含量在成熟期均增加。旱田表层土壤有机碳δ¹³C值随盐碱程度变化不大,而深层有机碳δ¹³C值则随盐碱程度的加深而显著减小;水田土壤整体的有机碳δ¹³C值与盐碱程度的呈负相关。两种农田土壤无机碳的δ¹³C值对盐碱程度的响应均呈正相关关系。各样地的土壤有机碳的δ¹³C值越大,无机碳的δ¹³C值则越小。结合农田土壤有机碳含量及其δ¹³C值的测量结果,随盐碱程度的增加,土壤有机碳含量及其δ¹³C值均呈递减趋势,土壤无机碳含量及其δ¹³C值则均升高。计算由幼苗期到成熟期两种农田土壤的新增的植物源无机碳所占各土样总无机碳比例及其含量发现:旱田土壤新增的植物源无机碳占比均高于60%,且f_new与土壤盐碱程度呈负相关,而水田土壤f_new的变化规律与旱田相反。由于土壤无机碳含量受盐碱程度正相关影响,两种农田土壤新增植物源无机碳含量也均随盐碱程度的加深而增加。研究结果提供了对包括土壤无机碳的土壤碳循环研究的新思路,填补了通过同位素自然丰度的变化研究土壤碳迁移转化的空白,为土壤有机碳和无机碳的转化机制研究奠定了基础。本文也为全球碳循环研究提供了区域小尺度的基础实例。