土壤是全球陆地生态系统中最大的碳库。土壤有机碳在全球碳循环过程和陆地生态系统各方面的基础功能中起着至关重要的作用。深层土壤有机碳的储量很大,是全球碳循环的关键组成部分,深层古土壤有机碳的分解和稳定性也可能影响大气中CO2浓度的动态,进而对全球气候变化产生重要影响。我国有大量的沙地分布,但目前对我国沙地深层古土壤有机碳在长时间尺度下的特性和分解过程的研究很少。在我国北方四大沙地（毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地）的深层古土壤中存在着特殊的有机质层,其中,个别有机质层的年龄可以达到20000 a BP。在我国北方四大沙地这个特殊的系统下,本文围绕“随着土壤年龄的增加,古土壤有机碳含量会如何变化,古土壤有机碳的稳定性会如何变化,影响古土壤有机碳含量和稳定性的潜在因素会如何变化”等问题,开展较长时间尺度的深层古土壤有机碳特性及分解潜力研究,对全球有机碳储量的估算、碳循环及全球变化相关研究有重要意义。本研究选取了我国北方四大沙地的深层古土壤,采用光释光和14C测年方法,结合国际年代地层划分和岩性情况,将土壤年龄划分为4个阶段,即,LH:全新世晚期（0-4200a BP）,MH:全新世中期（4200-8200 a BP）,EH:全新世早期（8200-11700 a BP）,LD:末次冰期冰消期（11700-21000 a BP）。科学假设为:1)随着土壤年龄的增加,古土壤有机碳含量不断减少,但古土壤有机碳的稳定性越来越强;2)不同年龄的土壤,土壤微生物群落的差异是影响土壤有机碳含量和稳定性的主要因素。本文主要比较了北方沙地不同年龄土壤有机碳特性的差异,探究了影响各年龄阶段的土壤有机碳含量的潜在因素,并通过室内微宇宙实验,研究了古土壤有机碳的分解特性及其影响因素。主要研究结果如下:（1）本研究区域的古土壤有机碳含量较低（2.91±0.56 g/kg）,不同土壤年龄下土壤13C丰度、土壤15N丰度有显著差异。不同土壤年龄土壤有机碳、土壤总氮、土壤碳氮比均无显著差异。不同土壤年龄下土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤有效磷有显著差异,土壤可溶性有机碳、土壤可溶性有机氮、水溶性碳酸氢根、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物量磷均无显著差异。（2）不同年龄阶段土壤的总磷脂脂肪酸（PLFAs）含量、土壤微生物PLFAs含量,细菌、放线菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等PLFAs的含量、革兰氏阳性菌与阴性菌PLFAs的比值、细菌胁迫指数等均无显著差异。四大沙地的土壤微生物PLFAs及群落结构无显著差异。（3）分析96个全部样本（n=96,测年+未测年）时,可能影响古土壤有机碳含量的主要因素为土壤总氮和土壤含水率;分析44个测年样本（n=44,测年）时,可能影响古土壤有机碳含量的主要因素为土壤总氮和土壤微生物量氮。全新世晚期（0-4200 a BP）和中期（4200-8200 a BP）,可能影响土壤有机碳含量的主要因素均为土壤总氮;全新世早期（8200-11700 a BP）,可能影响土壤有机碳含量的主要因素为土壤微生物量磷;末次冰期冰消期（11700-21000 a BP）,可能影响土壤有机碳的主要因素为革兰氏阴性菌。可见,在较年轻的两个年龄阶段,土壤有机碳与土壤总氮有高度的协同作用,RDA分析结果表明,土壤微生物与土壤有机碳和土壤总氮关系紧密,因此土壤总氮可能通过影响土壤微生物,进而影响土壤有机碳含量,或者,土壤微生物群落特征的变化可能仅仅是土壤碳氮变化的结果。但是,在较老的两个年龄阶段,土壤微生物与土壤有机碳、土壤总氮的关系较弱。（4）室内微宇宙实验表明,不同年龄阶段的土壤其CO2通量有显著差异,且土壤CO2通量随土壤年龄的增加呈逐渐增加的趋势;四大沙地的土壤CO2通量没有显著差异。分析96个全部样本（n=96,测年+未测年）时,可能影响土壤有机碳分解潜力的主要因素为土壤微生物量氮;分析44个测年样本（n=44,测年）时,可能影响土壤有机碳分解潜力的主要因素为土壤碳氮比。全新世晚期（0-4200 a BP）,可能影响土壤有机碳分解潜力的主要因素为土壤水溶性碳酸氢根;全新世中期（4200-8200 a BP）和早期（8200-11700 a BP）,可能影响土壤有机碳分解潜力的主要因素均为土壤可溶性有机氮;末次冰期冰消期（11700-21000 a BP）,未能找到影响土壤有机碳分解潜力的主要因素。可能由于古土壤有机碳在埋藏环境条件下相对稳定,但脱离埋藏环境后,现代环境对碳矿化可能有刺激作用,表现为土壤碳分解随土壤年龄的增加逐渐增强。综上所述,古土壤有机碳含量随土壤年龄的增加没有显著的变化,但是在末次冰期冰消期向全新世转变的时期,土壤15N丰度有显著变化,推测在该时期可能出现了生物固氮比例的下降。在较年轻的两个年龄阶段,土壤有机碳与土壤总氮有高度的协同作用,且土壤微生物与土壤有机碳、土壤总氮关系紧密。古土壤有机碳可能在埋藏环境条件下相对稳定,脱离埋藏环境后,现代环境对末次冰期冰消期的古土壤碳矿化可能有刺激作用,土壤碳分解随土壤年龄的增加逐渐增强。