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土壤有机碳矿化是陆地生态系统重要的生物地球化学过程，直接关系到土壤中养分元素的释放与供应、温室气体的形成、以及土壤质量的保持等。土壤有机碳转化受气候条件和土壤理化性质等自然因素和施肥管理等人为活动的综合影响。研究南北样带上不同土壤的有机碳矿化的温度响应特征，可为深入揭示土壤有机碳循环过程的空间变异规律及其对未来全球气候变化的响应机制提供重要的科学参考。
本文通过收集我国东部主要省区第二次土壤普查资料以及采集典型区域不同时间段的土壤样品，分析比较了我国东部农田土壤碳氮变化耦合关系的时空变异特征；选择东部南北样带上的主要站点，采集不同利用方式下土壤样品并布置室内培育试验，观测土壤有机碳矿化对温度变化响应的空间分异规律；采用不同肥力水平的典型黑土和红壤水稻土，研究了不同有机碳含量水平的土壤中有机碳矿化对温度和水分变化的响应特征和影响机制。结果表明：
我国东部主要省区农田土壤有机碳氮变化的耦合关系具有明显的时空变异特征。东部主要省份农田土壤C/N比值的变化趋势为：广东>黑龙江>浙江>山东。
农田土壤有机碳氮转化系数自北向南没有明显规律性。江西省余江县域农田土壤的C/N值以2007年最大为10.39，2002年最小为9.63，而1980年和2007年差异不显著，但均显著大于2002年；有机碳氮转化系数值则1980年最大，2002年和2007年之间没有显著差异。
南北样带上不同利用方式下土壤有机碳矿化的变化和温度响应的空间变异性特征明显。林地土壤有机碳和全氮含量的变化趋势表现为内蒙古根河>江西余江>广东鼎湖山>江苏句容。不同站点的土壤有机碳、全氮含量均随着剖面深度的增加而减少，呈负对数相关。林地转变为农田利用后，内蒙古根河、江苏句容、江西余江、广东鼎湖山的土壤有机碳含量分别下降了68.5％、0.03％、35.0％和35.2％，全氮分别下降了40.5％、2.63％、26.0％和20.7％。培养过程中，原始林地和农田土壤有机碳矿化量和矿化速率均随着温度的升高而增加。25℃条件下，不同站点林地和农田表层0-10cm土壤有机碳的累积矿化量变化趋势为内蒙古根河>江西余江>广东鼎湖山>江苏句容，但林地土壤的有机碳矿化率自北向南减小，农田则呈升高趋势。T<25℃时，林地表层土壤有机碳矿化的Q10值为1.3～61，变化趋势为内蒙古根河>广东鼎湖山>江西余江>江苏句容；农田表层土壤有机碳矿化的Q10值为1.39～9.70，变化趋势为广东鼎湖山>内蒙古根河>江西余江>江苏句容。T>25℃时，林地表层土壤有机碳矿化的Q10值为0.55～2.05，变化趋势为江西余江>江苏句容>内蒙古根河>广东鼎湖山；农田表层土壤有机碳矿化的Q10值为0.52～2.67，变化趋势为江苏句容>内蒙古根河>江西余江>广东鼎湖山。由林地转变为农田利用后，T<25℃时，土壤有机碳矿化对温度变化的敏感性自北向南逐渐增大。
培养过程中，黑土和红壤水稻土的有机碳矿化速率分别为0.02～13.05和0.12～13.20 CO2mg·kg-1SOC·d-1，平均值分别为1.66和3.20 CO2mg·kg-1SOC-d-1，总体上都随培养时间的延长而减小，随温度和水分含量的升高而增大。在相同条件下，黑土有机碳矿化速率随肥力水平的升高而减小，而红壤水稻土有机碳矿化速率随肥力水平的升高而增大，这可能与不同土壤的有机质组成和微生物代谢特性差异有关。黑土和红壤水稻土的有机碳矿化的Q10值分别为0.5～14.66和1.23～9.65，平均值分别为3.96和2.83，低温条件下的温度敏感性显著高于在较高温条件下。黑土和红壤水稻土的有机碳矿化W30值分别为0.6～17.87和0.60～13.11，平均值分别为2.81和2.77，在含水量较低条件下显著高于较高含水量下。黑土和红壤水稻土有机碳矿化对温度和水分变化的敏感性也有明显差异，其形成机制相同，与土壤有机质质量有关，即随DOC/SOC的值的减小而增强。