泥炭沼泽是一类具有未完全分解的植物残体组成的泥炭层累积的沼泽湿地,北方泥炭沼泽储存了540Pg有机碳,占全球土壤碳库总量的近三分之一。泥炭沼泽土壤碳库对全球变化的响应过程是全球变化背景下全球碳循环过程的重要环节之一。大兴安岭地区是我国山地泥炭沼泽的主要分布区之一,同时也是全球北方泥炭沼泽和永久冻土区的南部边缘区。近百年来大兴安岭地区年均气温升高、野火频发、人类活动加剧等因素已经对该区域泥炭沼泽土壤碳库产生不可忽略的影响。为深入分析近百年来大兴安岭地区气候变化和人类活动对泥炭沼泽土壤碳累积过程和稳定性的影响,本文通过重建近百年来大兴安岭地区泥炭沼泽土壤碳库稳定性的变化趋势,结合区域气候变化和人类活动历史,综合分析气候变化和人类活动对中高纬度地区泥炭沼泽土壤碳库稳定性的影响。研究结果表明,尽管泥炭土壤有机质的热稳定性和化学稳定性是评估土壤碳库稳定性的重要因素,但当泥炭土壤中高能量密度的聚合物含量增加时,泥炭土壤的热稳定性也随之增加。然而由于高能量密度的聚合物更容易被微生物利用,因此高能量密度聚合物的增加导致泥炭土壤微生物分解速率加快,土壤有机质的化学稳定性进一步降低。因此泥炭土壤有机质的化学稳定性和热稳定性呈现相反的变化趋势,即化学稳定性增加,热稳定性降低,反之亦然。由于土壤有机质化学组分对微生物分解过程的响应更为直接,因此泥炭土壤有机质化学组成所反映的化学稳定性被广泛应用于土壤碳库稳定性的研究中。温度是影响泥炭沼泽土壤碳库稳定性最主要的气候因素,随着7月平均温度的升高,泥炭沼泽的芳香族化合物含量增加,而多糖含量降低,泥炭沼泽土壤碳库的碳稳定性显著提高。相比于土壤有机质中多糖含量的变化,芳香族化合物对降水和太阳辐射等气候因素的响应更加敏感。纬度梯度变化对土壤中芳香族化合物含量的影响也明显强于对多糖化合物含量的影响。除气候因素以外,野火扰动也是影响泥炭沼泽土壤碳库稳定性的另一主要因素,随着野火频率的增加,泥炭沼泽中可积累更多的低多糖和高芳香族化合物含量的含碳化合物,并促使泥炭沼泽土壤碳库更加稳定。与此同时,野火产生的热解碳沉积到泥炭沼泽土壤碳库中会增加芳香族化合物的含量而减少多糖的含量,从而增加了泥炭沼泽土壤碳库的稳定性。近百年来,大兴安岭地区人类活动的增加不仅仅导致该地区野火频率增加,同时导致大量污染元素沉积到泥炭沼泽中。自19世纪末期以来,胭脂沟砂金矿的开采是这一地区人类活动对区域泥炭沼泽产生影响的主要因素之一,并导致大兴安岭地区不同区域的泥炭沼泽受人类活动影响程度存在明显差异。例如当砂金矿开采在20世纪初期开始生产黄金时,西部泥炭沼泽的污染元素通量显著增加,Pb同位素记录西部地区的Pb主要来自于当地砂金矿的开采,且靠近砂金矿的泥炭沼泽明显高于远离砂金矿的泥炭沼泽。随着1980年以后,环境友好政策的实施和黄金开采过程的改善,当地人为来源产生的污染物减少,中国和南亚/东亚所产生的Pb逐渐成为该地区泥炭沼泽中Pb的主要来源,并导致大兴安岭北部不同区域泥炭沼泽的污染元素沉积通量的差异减少且明显降低。通过对研究区多个泥炭柱芯中所记录的碳库累积历史信息的整合研究发现,近百年来气候变化、森林火灾频率以及区域人类活动均是影响泥炭沼泽碳库累积过程和稳定性的重要因素。在森林火灾发生较为频繁的1900至1980年间,高频率的森林火灾不仅使这一地区泥炭沼泽碳累积速率明显增加,同时也增加了土壤碳库中芳香族化合物的含量以及降低了多糖的含量,进而增加这一地区泥炭沼泽土壤碳库的稳定性。而在1980年以后,随着森林防火等政策的实施,森林火灾频率下降,并导致这一地区泥炭沼泽碳累积速率出现逐渐下降的趋势,在2000年以后,泥炭沼泽碳累积速率逐渐与1920年以前人类活动影响较弱时期的碳累积速率相近。在这一时期,气候变化引起的温度升高和降水减少促使这一地区泥炭沼泽中更多芳香族化合物的累积,同时也导致有机质中顽固态有机质含量(Q2)和T50明显上升,因此1980年以后的气候变暖和降水减少导致大兴安岭北部泥炭沼泽土壤碳库的热稳定性和化学稳定性均明显增加。