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侵蚀过程导致了泥沙颗粒在坡面的重分布及伴随颗粒迁移的有机碳的空间异质性。泥沙颗粒的空间分布由其迁移距离决定,而颗粒的迁移距离不仅与其自身的沉降速度有关,同时也受坡面微地形的影响。目前,关于坡面土壤侵蚀过程与碳循环的研究大多关注的是整个田块的碳流失,而常忽略因微地形以及连通性所导致的有机碳在田块内的空间异质性。事实上,田块内土壤肥力以及环境条件的空间异质性会直接影响作物生长、有机碳动态替换,乃至坡面碳平衡。微地形的变化会导致坡面不同位置微环境条件的差异,从而引起横向及纵向碳通量的差异,进一步影响土壤与大气间的碳动态平衡。本文选取位于东北黑土区的一块典型长缓坡耕地作为试验对象,通过无人机飞行图像获取坡面DEM,并据此确定48个土壤样品采集点,分别采集表层土壤,分析地形对有机碳空间分布的影响。为进一步明确微地形对侵蚀过程中颗粒的空间重分布及有机碳矿化特征的影响,又着重聚焦坡面典型凹、凸地形序列,通过速度沉降方法将两地形序列10个典型坡位表土进行分离,共分为以下4个粒级:>250、63-250、20-63和<20μm。同时,测定不同坡位、不同粒级有机碳含量和δ13C。此外,通过5℃、10℃、15℃、20℃、25℃和30℃温度梯度下的CO2释放速率测定,对比不同坡位、不同粒级有机碳矿化分级的温度敏感性。获得以下主要结果:1. 整个坡面地形变化为:从弱侵蚀区到侵蚀区,坡度、一般曲率逐渐增大,在坡底沉积区则逐渐趋于平缓。整个坡面有机碳的变化为从弱侵蚀区到侵蚀热区有机碳含量逐渐降低,从侵蚀热区到沉积区则出现有机碳的富集。通过相关性分析进一步发现坡度显著影响有机碳的分布,同时其相关性在两个微地形序列也存在明显差异。2. 微地形差异对颗粒迁移及有机碳矿化的影响主要表现为以下三个方面:1)凸坡面从上坡到下坡土壤颗粒表现出明显的先变粗后变细的变化趋势,而凹坡面的土壤颗粒组成较为均一;2)凸坡面的土壤有机碳含量低于凹坡面,且其δ13C整体高于凹坡面;3. 在凹、凸两个坡面,几乎所有沉降粒级的CO2释放速率与原土相比均有显著增加,凸坡面各粒级土壤CO2释放的促进作用均比凹坡面各粒级明显,且沉降粒级的CO2释放量与温度敏感性在两个微地形序列也有差异。在缓坡地形条件下,地形差异会引起地形因子在不同坡位分布的差异,影响不同坡位的微环境条件,进而影响有机碳的矿化。团聚体空间分布状况、有机碳含量及不同粒级温度敏感性进一步说明了微地形变化对横向和纵向的碳通量有强烈的控制作用,凸显了低精度、粗网格的数字高程模型以及平均输移比等传统土壤侵蚀估算方法在测算坡面尺度有机碳平衡方面的不足之处。因此,在计算坡面尺度的碳平衡时,也应考虑微地形变化以及颗粒间有机碳的分布和稳定性等影响因子。