土壤溶解有机碳的研究进展
Kalbitz等[11]人认为，土壤中DOC主要来源于近期的植物枯枝落叶和土壤有机质中的腐殖质，可提取的铁、铝、有机碳、粘土矿物等也在某种程度上控制着DOC的含量。Mcdowell和Likens [12]则认为DOC主要来源于淋溶的有机质和微生物分解的有机质，而不是近期的枯枝落叶。相反，Qualls等[13]报道，在落叶林生态系统中，DOC的含量增加主要是源于上层的森林覆被层。
不同来源的DOC，含量不同。在天然水中，DOC的浓度范围一般是0~50 mg/L。在湿地土壤溶液中，一般为25~50 mg/L，与森林土壤剖面淋滤水中的DOC含量相近。在土壤溶液中，DOC的浓度范围通常在0~81 mg/L之间。河水和地下水中DOC浓度一般很低，约2~10 mg/L[14]。据Webber报道，DOC在海水腐殖质中大约占20%，在河水腐殖质中约占60%，而在湿地土壤溶液的腐殖质中约占70%。一般来说，土壤中DOC仅占土壤有机碳总量的极小一部分，通常不会超过百分之几（表1），但DOC
表1 土壤和沉积物等样品中DOC含量及其占总有机碳的比例[7]
来源 DOC 占腐殖质比例
占有机碳比例
/(mg g-1) /%
/%
草甸沼泽土 2.86 3.8 1.3 暗棕壤A层 0.57 1.3 0.3 暗棕壤AB层 2.24 2.0 1.0 河流沉积物 0.25 1.6 0.7 土壤淋滤液 8.10
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－-
却是土壤微生物能迅速利用的底物。土壤微生物的周转需要补充DOC作为能源，补充的途径可以是土壤胶体的解吸、落叶的腐解、根系分泌物和剥落物或土壤不溶聚合物的水解等。需要说明的是，目前对于DOC含量的测定尚无统一的方法，研究者测定的方法之间差别较大，而且样品的测定结果在很大程度上依赖于样品的采集和前处理等，因此难以直接比较文献中有关DOC的含量。
3 土壤DOC的组成及分类
土壤溶解有机物（DOM）是土壤溶解有机碳（DOC）、溶解有机氮（DON）、溶解有机磷（DOP）和溶解有机硫（DOS）等的统称，但DOM的组分以DOC为主，而且DOM的研究对象主要是DOC。因此，研究DOC的组成往往是从研究DOM开始的。多数研究者在研究DOM时，实际操作中还不可能对所有的DOM组分进行逐一分离和测定，往往只能根据它们的某些特性，将其分成不同组分，然后分别加以研究。DOM的组分可按元素和功能团来
划分[15]，也可按特殊化合物和化学基团来划分[16]，还可按分子量来分类[17~20]，或者按蔬水—亲水性、酸—碱性质来分类[21, 22]。
许多学者曾按分子量分类法对DOM的组成进行了研究。他们得到的结果都是：分子量小于几千的DOM包括脂肪酸、芳香酸、氨基酸、单糖、低聚糖和低分子量的富里酸，而高分子量的DOM主要包括结构尚未十分明确的复杂有机物，如高分子量的富里酸和胡敏酸等。Leenheer及其合作者们按化合物的极性和电荷特性，于1976年率先采用XAD树脂和阴、阳离子交换树脂，将水中的DOM分离为6个组分[23]：
（1）亲水的酸性有机质（HPIA）。包括低分子量的及高羟基/碳比（COOH∶C）的腐殖质和非腐殖质，例如羧酸等。
（2）水的中性有机质（HPIN）。包括单糖、醇和非腐殖质结合的多糖等。
（3）亲水的碱性有机质（HPIB）。包括蛋白质等。
（4）疏水的酸性有机质（HPOA）。这一组分大致与土壤中的富里酸和胡敏酸相似。
（5）疏水的中性有机质（HPON）。主要包括碳水化合物、长链脂肪酸、烷基醇和带有少量功能团的腐殖质等。
（6）疏水的碱性有机质（HPOB）。主要有芳香族胺类等。
不同的学者对DOC的组成有不同的看法：有人指出河水中的DOM主要包括叶绿素、藻类分泌物、酚酮类化合物和氨基酸等[24]。Cronan [25]认为60%~90%的DOC是疏水酸和亲水酸。Vance和David[21]认为疏水酸具有选择吸附作用，并且疏水部分对土壤有较高的亲合力。对于O层和B层来说，DOC分级方式是不同的，这两层土壤随着酸的输入不断被酸化，因为疏水酸逐渐减少而亲水酸逐渐增加。还有人认为土壤总吸附的DOC中80%多是疏水有机溶质，不到20%的亲水有机溶质，其中疏水有机溶质中50%是疏水酸，50%是疏水盐[26]。Klaus Kaiser和Wolfgang Zech [27]将溶解有机物质（DOM）分成亲水和疏水部分（hydrophilic and hydrophobic DOM），并提出亲水性的DOM是土壤溶液中最易移动的有机质。陶澍、曹军[33]认为土壤水溶性有机质含有少量的低分子有机酸、碳水化合物和氨基酸，但主要是分子量相对较高的富啡酸。
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