Topography is tightly coupled with soil organic carbon (SOC) cycling in sloping landscapes. However, we know little about the spatial variation of SOC accumulation and persistence along a topographic gradient and the controlling processes. Here, we assessed the spatial variation of SOC and its composition along a topographic gradient in a humid mountain forest. The variables associated with environmental factors, topographical traits, carbon input from plants, and soil physico-chemical properties were analyzed to assess their contributions. Results showed that both SOC and mineral-bound organic carbon (MOC) contents were comparable among the topographic positions (ridge, middle slope, lower slope and valley). However, particulate organic carbon (POC) content decreased significantly from ridge to valley. Our measured environmental variables explained 67%, 74% and 77% of the variations in SOC contents for 0–10 cm, 10–20 cm and 20–40 cm soils, respectively. Soil physico-chemical properties (including pH and soil reactive Fe/Al oxides) were the main driver on SOC and MOC variations. In contrast, the variation in POC was more explained by topographical traits and carbon input. We also observed significantly lower SOC stability for ridge soil than valley soil. The significant topographic patterns for SOC fraction and SOC stability suggested that the soil carbon cycling processes were dependent on landscape positions. Future carbon budget and carbon dynamic researches in the humid sloping landscapes should take into account the topographic effects, especially for the free and light carbon fractions.

中文翻译：

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亚热带湿润山地森林土壤碳积累在地形梯度上的变化

地形与倾斜景观中的土壤有机碳 (SOC) 循环密切相关。然而，我们对沿着地形梯度的 SOC 积累和持久性的空间变化及其控制过程知之甚少。在这里，我们评估了 SOC 及其组成在潮湿山林中沿地形梯度的空间变化。分析了与环境因素、地形特征、植物碳输入和土壤理化特性相关的变量，以评估它们的贡献。结果表明，SOC 和矿物结合有机碳 (MOC) 含量在地形位置（山脊、中坡、下坡和山谷）之间具有可比性。然而，颗粒有机碳 (POC) 含量从山脊到山谷显着下降。我们测量的环境变量分别解释了 0-10 厘米、10-20 厘米和 20-40 厘米土壤 SOC 含量变化的 67%、74% 和 77%。土壤理化性质（包括 pH 值和土壤反应性 Fe/Al 氧化物）是 SOC 和 MOC 变化的主要驱动因素。相比之下，POC 的变化更多地由地形特征和碳输入来解释。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。0-10 厘米、10-20 厘米和 20-40 厘米土壤的 SOC 含量变化分别为 74% 和 77%。土壤理化性质（包括 pH 值和土壤反应性 Fe/Al 氧化物）是 SOC 和 MOC 变化的主要驱动因素。相比之下，POC 的变化更多地由地形特征和碳输入来解释。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。0-10 厘米、10-20 厘米和 20-40 厘米土壤的 SOC 含量变化分别为 74% 和 77%。土壤理化性质（包括 pH 值和土壤反应性 Fe/Al 氧化物）是 SOC 和 MOC 变化的主要驱动因素。相比之下，POC 的变化更多地由地形特征和碳输入来解释。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。土壤理化性质（包括 pH 值和土壤反应性 Fe/Al 氧化物）是 SOC 和 MOC 变化的主要驱动因素。相比之下，POC 的变化更多地由地形特征和碳输入来解释。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。土壤理化性质（包括 pH 值和土壤反应性 Fe/Al 氧化物）是 SOC 和 MOC 变化的主要驱动因素。相比之下，POC 的变化更多地由地形特征和碳输入来解释。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。我们还观察到山脊土壤的 SOC 稳定性显着低于山谷土壤。SOC 分数和 SOC 稳定性的显着地形模式表明土壤碳循环过程取决于景观位置。未来湿润坡地的碳收支和碳动态研究应考虑地形效应，尤其是游离碳和轻碳部分。