生物炭作为极具固碳潜力的新兴功能材料受到广泛关注,生物质炭化还田有望成为人类应对全球气候变化的有效途径。生物炭进入土壤环境后将与土壤矿物发生交互作用从而影响其自身稳定性。然而生物炭具有异质结构,其可溶性和不溶性组分对生物炭稳定性具有不同贡献,目前关于各组分如何与土壤矿物发生交互作用的研究鲜见报道。相关研究对于提高生物炭的稳定性具有理论意义,对于因地制宜地施用生物炭、制备功能性生物炭具有指导意义。为探究生物炭不同组分与土壤矿物的交互作用,进而从矿物角度揭示生物炭在土壤中的稳定机制,本研究以水稻秸秆、稻壳、竹粉为生物质原料在不同炭化温度条件下（300℃、500℃和700℃）制备系列生物炭样品,研究了原料类型、炭化温度对生物炭理化性质及可溶性组分的影响;选用高岭石、蒙脱石和伊利石三种土壤矿物,开展土壤矿物与生物炭可溶性组分、不溶性组分的交互作用实验。主要研究结果如下:（1）制备的水稻秸秆炭（RS）、稻壳炭（RH）和竹炭（BP）的理化性质受炭化温度的影响:随温度升高,生物炭灰分含量增加,产率降低,孔隙结构更丰富;热失重率降低,热稳定性增强;H/C比降低,芳构化稳定性增强。生物炭的理化性质还受到原料类型的影响,与RS和RH相比,BP的产率、灰分含量、p H、比表面积最小。所有生物炭样品中RS700的灰分含量、p H、电导率、比表面积最大,热失重率最小（51.8%）。生物炭可溶性有机碳浓度高低顺序表现为:RS＞RH＞BP,并随炭化温度升高呈降低趋势。所有样品中RS300的可溶性碳浓度最高,达520.7 mg/L,BP700可溶性碳浓度最低,为5.80 mg/L。生物炭可溶性组分有机物质主要包括杂环胺、酯类、醇类、烃类以及少部分酮类、醚类、醛类小分子物质。低温生物炭（300℃）以腐殖酸类、小分子中性物质为主;随炭化温度的升高,烃类物质增加,杂环胺、酚类减少。（2）土壤矿物与生物炭可溶性组分的吸附结合实验表明,土壤矿物对生物炭可溶性组分的吸附量随可溶性碳浓度升高而逐渐增加,且蒙脱石＞伊利石＞高岭石,吸附结合作用机制主要包括范德华力、配体交换和Ca2+架桥,但对于不同土壤矿物而言,三种作用机制的贡献比例有所不同。对于高岭石,范德华力＞配体交换＞Ca2+架桥;对于蒙脱石和伊利石,范德华力＞Ca2+架桥＞配体交换。结合机制也受炭化温度的影响,低温生物炭（300℃）与蒙脱石、高岭石的结合以范德华力为主,与伊利石的结合以Ca2+架桥为主;高温生物炭（700℃）与土壤矿物的结合均以范德华力为主。（3）土壤矿物与生物炭不溶性组分的模拟培养实验结果表明,不同原料生物炭不溶性组分与矿物复合体H/C的原子比:RS＞BP＞RH,表明其芳构化稳定性RS＜BP＜RH;不同土壤矿物与生物炭复合体的芳构化稳定性表现为:伊利石＞高岭石＞蒙脱石。伊利石、蒙脱石与生物炭不溶性组分结合体的热稳定性显著强于高岭石。外源添加Ca2+对土壤矿物与生物炭不溶性组分的结合具有拮抗作用,从而使二者结合体稳定性变弱。综上所述,生物炭包括可溶性和不溶性两种组分。土壤矿物主要通过范德华力、配体交换、Ca2+架桥等作用与生物炭可溶性组分产生结合;生物炭不溶性组分可与土壤矿物结合形成复合体,增强其芳构化稳定性和热稳定性,最终提高生物炭整体稳定性。在有效利用生物质原料的基础上,以炭化温度为500℃条件下制备生物炭,与土壤矿物的交互结合,增加生物炭可溶性组分和不溶性组分的稳定性,从而更好地发挥生物炭的固碳减排优势。