东北黑土区有机碳丰富，但严峻的水土流失问题形成广阔沉积区，而不同沉积土层结构引起的水分等条件的变化会影响沉积区富集有机碳稳定性，依据目前传统泥沙深度采样方法还不能有效厘清沉积薄层土层结构非均质差异及对温室气体排放及传输的影响，为探究沉积区不同沉积层次结构及理化性质差异对温室气体排放的影响，本研究取典型侵蚀黑土进行粒级沉降分选，将颗粒由粗到细分成六个粒级(L1~L6)，并按不同泥沙迁移情景，将粗细颗粒依次逐层沉积，形成6种不同深度和层次结构的沉积土柱(S1~S6)：S1仅由最粗粒级L1组成，S6则由L1~L6从粗到细、自下而上依次逐层沉积而成。将不同土层结构土柱进行恒温恒湿培养7日，并监测CO₂、N₂O和CH₄的排放速率。结果表明：1)不同沉积土层孔隙度由L1层的23.79%减少至L6的1.0%，气体相对扩散系数随L1~L6层趋近于0，而含水率则由L1层的11.16%增加到L6层的41.02%。2)碳氮含量由L1~L6层整体呈“S’’型变化趋势且集中分布在L2~L4层。3)7个培养日期间，温室气体平均释放速率总体随沉积层数增加而显著降低(P<0.05)，也表现为气体通量并未随着沉积土层增厚而增加。逐层沉积过程使得粗细颗粒分离，粗疏颗粒在下层优先沉积，而细密颗粒在上层堆叠，致使孔隙度和气体相对扩散系数随颗粒自下而上随逐层沉积而逐渐降低，仅1.5cm厚的细密沉积层便可有效抑制温室气体向土表排放。本研究通过颗粒沉降分选和逐层沉积，从细观过程刻画沉积分层和掩埋效应对温室气体排放的影响，对深化沉积环境温室气体排放机理具有重要意义。

黑土粒级；沉降速度；沉积层次；孔隙度；温室气体