土壤溶解有机碳的研究进展(3)

土壤溶解有机碳的研究进展

对DOM无机组分的分析都显示出了相同的结果[28~30]，即DOM中金属离子Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+

及Al、Si、Fe的含量相当低，主要的离子则是不与有机质络合的碱金属离子（Na+

、K+

）及碱土金属离子（Ca2+、Mg2+）。John Baham等[30]对经厌氧消化污泥的水溶性有机提取物的化学组成的研究认为DOM主要由C、O、H和少量的N、S、P组成，有机C/N比率约为6，显示DOM富含C/N比率较低的有机聚合物，如氨基糖、多肽（C/N≈4）及含氮碱化合物等。

4 影响土壤DOC含量的因素

DOC在不同的生态系统中影响因素是土壤溶解有机碳研究中比较多的内容之一。在众多的研究中提到了很多因素，如：凋落物数量、微生物数量、土壤金属离子含量、pH值、人类干扰活动等。K.Kalbitz等[11]总结了多数人对溶解有机碳（DOC）、溶解有机氮（DON）、溶解有机磷（DOP）、溶解有机硫（DOS）的研究，并将这些研究对象统称为溶解有机物（DOM），其中主要研究对象是DOC，他们将影响DOM浓度和流动的因素归纳如表（2）。K.Kalbitz等所提到的是多数研究中的情况，对于某一具体的影响因子，不同的学者在不同的土壤上的研究结果仍有较大差别。 4.1 季节

Mcdowell[31]在灰土区收集水样测定表明，A2层中DOC浓度从4月到9月增加，而10月略有所下降，最高浓度出现在干旱时期，其季节变化明显。B层DOC浓度比较恒定与溪水中一致，无季节变化。B层中Fe和有机物的沉淀作用（灰化作用的主要过程），在很大程度上控制着水中的DOC浓度。Mcdowell[32]发现，土壤中DOC和DON浓度随季节而变化，夏秋季最高。有人研究表明供试土壤溶液中DOC的季节变异十分强烈，无论是针叶林还是阔叶林，无论是根圈土还是非根圈土溶液中DOC平均含量以以下顺序递增：夏季<春季<秋季—冬季，后者的平均含量可达夏季的150%~200%[33]。而Dosskey等 [34]在关于溶解有机物在砂质森林土壤中的运动这一研究中，发现季节变化和雨量对DOC浓度无影响。 4.2 温度

Vanc等研究表明温度对DOC吸附基本上没影响[35]。Jardine[26]发现，降低土壤温度DOC吸附仅发生轻微的减少，由于与温度关系不大，他们推断

表2 实验室实验和野外观测中土壤DOM＊浓度及流动的影响因素

含C量较高的上层

含C量较低的下层土壤

土壤和森林覆被

室内测 野外观 野外流 得浓度 测浓度 动状况

室内测 野外观 野外流

得浓度 测浓度 动状况 固态物质特征 凋落物数 + + 有机质含量 + + + + + + 腐殖质含量 针/阔叶林之比 = = + + + + + 碳氮比 + / / 微生物活性 + + / 菌类数量 + + /

铁铝氧化氢氧化物 = = = = = = = = 粘粒 = = + = + = = = + = + = 液态物质特征 pH值 + + / / + + / / 离子强度 = = 硫 / + 磷 + + 其他阴离子 / + / 高价阳离子 = = = 环境条件 温度 + + + + / / 干湿交替 + + + + + 水分饱和度 + + + + + 水分流动 / / + + = + + 霜冻及雪融 + + + + + + + + + + 氮沉降 / / / / / / 皆伐 + + + + 施用石灰 + + + + + + / / / 施用有机肥

+ +

+ +

+ +

/

/

/

“+ +”表示极显著的正影响；“+”正影响；“= = ”极显著的负影响；“=”负影响；“/”无影响

＊主要是 DOC (DOC，DON 和 DOP之间有不同 )

DOC吸附是一个熵变过程，伴着一个占主导地位的物理吸附机制，被吸附的DOC中25%是通过阴离子交换被吸附的。但有人在测定中发现样品中的可溶性有机碳的产生量随温度增加而呈指数的函数增加[36]，温度升高，生物活性增加，土壤DOC水平增加，土壤表层DOC的移动状况受温度影响较大，温度的空间分异和DOC的组分不同直接影响DOC的运动。Ha.Liechty研究表明雨水的pH和气温对水体的DOC浓度和动态变化具有很大影响，DOC随着土壤温度季节性的上升和生物活性上升而增加，随土壤pH的下降而增加。 4.3 湿度

在湿样品中，随水分含量增加，DOC产生量也增加，湿的培养条件可以增加疏水酸的含量，温暖的培养条件可以增加亲水酸的含量[36]。干样与湿样

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