Abstract The response of mineral-stabilized soil organic carbon (SOC) to environmental change is a source of uncertainty in the understanding of SOC cycling. Fluctuating wet-dry cycles and associated redox changes in otherwise well-drained soils may drive mineral dissolution, organic carbon (OC) mobilization, and subsequent OC mineralization. However, the extent to which rapid fluctuations between water-saturated and unsaturated conditions (i.e., flashy conditions) result in long-term changes in mineral composition and organo-mineral interactions is not well understood. In this study, the effect of variable saturation frequency on soil mineral composition, mineral-associated OC, and OC mineralizability was tested using selective dissolution, bulk spectroscopy, microscale imaging, and aerobic-anaerobic incubation experiments. Previous water table fluctuation measurements and diagnostic profile characteristics at Hubbard Brook Experimental Forest (NH) were used to identify soils with high, medium, and low saturation frequency regimes (defined by historical water table cycling frequency; i.e., water table presence and recession in the upper B horizon). We found the amount of OC released during extractions targeting non-crystalline minerals was of similar magnitude as extracted iron (Fe) in lower saturation frequency soils. However, the magnitude of extracted OC was 2.5 times greater than Fe but more similar to extractable aluminum (Al) in higher saturation frequency soils. Bulk soil Fe was spatially more strongly correlated to soil organic matter (SOM) in lower saturation frequency soils (Spearman Rank rs = 0.62, p

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具有可变饱和循环频率的有机矿物相互作用和土壤碳矿化能力

摘要 矿物稳定土壤有机碳 (SOC) 对环境变化的响应是理解 SOC 循环的不确定性来源。在其他排水良好的土壤中，波动的干湿循环和相关的氧化还原变化可能会推动矿物溶解、有机碳 (OC) 流动和随后的 OC 矿化。然而，水饱和条件和不饱和条件（即浮华条件）之间的快速波动导致矿物组成和有机矿物相互作用的长期变化的程度尚不清楚。在这项研究中，可变饱和频率对土壤矿物组成、矿物相关 OC 和 OC 矿化性的影响使用选择性溶解、体光谱、微尺度成像和有氧-厌氧培养实验进行了测试。哈伯德布鲁克实验森林 (NH) 先前的地下水位波动测量和诊断剖面特征用于识别具有高、中和低饱和频率状态的土壤（由历史地下水位循环频率定义；即，地下水位存在和衰退）上 B 地平线）。我们发现在针对非结晶矿物的提取过程中释放的 OC 量与在较低饱和频率土壤中提取的铁 (Fe) 的量级相似。然而，在较高饱和频率土壤中，提取的 OC 的量级是 Fe 的 2.5 倍，但与可提取的铝 (Al) 更相似。在较低饱和频率的土壤中，散装土壤 Fe 在空间上与土壤有机质 (SOM) 的相关性更强（Spearman Rank rs = 0.62, p B 地平线上的地下水位存在和衰退）。我们发现在针对非结晶矿物的提取过程中释放的 OC 量与在较低饱和频率土壤中提取的铁 (Fe) 的量级相似。然而，在较高饱和频率土壤中，提取的 OC 的量级是 Fe 的 2.5 倍，但与可提取的铝 (Al) 更相似。在较低饱和频率的土壤中，散装土壤 Fe 在空间上与土壤有机质 (SOM) 的相关性更强（Spearman Rank rs = 0.62, p B 地平线上的地下水位存在和衰退）。我们发现在针对非结晶矿物的提取过程中释放的 OC 量与在较低饱和频率土壤中提取的铁 (Fe) 的量级相似。然而，在较高饱和频率土壤中，提取的 OC 的量级是 Fe 的 2.5 倍，但与可提取的铝 (Al) 更相似。在较低饱和频率的土壤中，散装土壤 Fe 在空间上与土壤有机质 (SOM) 的相关性更强（Spearman Rank rs = 0.62, p 在较高饱和频率的土壤中，比 Fe 大 5 倍，但更类似于可提取的铝 (Al)。在较低饱和频率的土壤中，散装土壤 Fe 与土壤有机质 (SOM) 的空间相关性更强 (Spearman Rank rs = 0.62, p 在较高饱和频率的土壤中，比 Fe 大 5 倍，但更类似于可提取的铝 (Al)。在较低饱和频率的土壤中，散装土壤 Fe 在空间上与土壤有机质 (SOM) 的相关性更强（Spearman Rank rs = 0.62, p