土壤黑碳的初步研究.pdf

1、據(jù)估測，全球每年通過生物體和化石燃料燃燒形成大量的黑碳，大部分黑碳殘留在地表，這表明了全球碳沉降的巨大潛力。這些黑碳可能構(gòu)成了土壤有機質(zhì)中芳香結(jié)構(gòu)的主要來源，在有些土壤中黑碳能達到土壤有機碳的45％以上。黑碳被認為是某些土壤和沉積物有機質(zhì)的主要組成部分，對穩(wěn)定土壤有機碳庫可能具有較大作用，而且黑碳有利于土壤中可溶性碳的吸附，這說明黑碳可能對土壤有機質(zhì)的保存有積極意義。胡敏素(HM)和黑碳(BC)均為土壤有機質(zhì)慢庫的組成部分，對土壤有機質(zhì)

2、的轉(zhuǎn)化起著調(diào)控作用。在地質(zhì)化學(xué)循環(huán)中胡敏素(HM)是kerogen的前體物質(zhì)，而隨著有機質(zhì)演化程度的加深，kerogen可形成石墨；胡敏酸中的芳香結(jié)構(gòu)可能來自黑碳，而胡敏酸和HM之間可以相互轉(zhuǎn)化，HM中的芳香結(jié)構(gòu)是否也來自黑碳呢？如果這些結(jié)論得到證實將極大的推動土壤有機質(zhì)的理論研究。 看來黑碳與土壤有機質(zhì)有著密不可分的聯(lián)系，那么土壤中是否含有黑碳呢？有的話含量是多少呢？黑碳對土壤腐殖質(zhì)會有什么影響呢？于是本論文從兩個方面出發(fā)，一

3、方面是在長春市吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)附近采取不同土樣進行黑碳含量的分析，另一方面采用室內(nèi)模擬試驗方法，從動態(tài)的角度研究不同黑碳的添加量對腐殖質(zhì)的影響。實驗研究結(jié)果如下： (1)煤灰土中黑碳的含量最高，達到91.12 g·kg-1；火燒后土中的黑碳居于第二，含量達到34.52 g·kg-1；郊區(qū)土中黑碳的含量最低，為8.95 g·kg-1；煤灰土，火燒后土與郊區(qū)土壤相比，分別是其含量值的10.2倍和3.9倍；校內(nèi)表層土中黑碳的含量達到14.

4、48g·kg-1，是郊區(qū)土的1.6倍；小河溝表層土含量為11.74 g·kg-1，是郊區(qū)土的1.3倍；馬路邊耕地土的含量為9.03 g·kg-1，是郊區(qū)土的1倍。表層土中黑碳的含量高于亞表層土。 郊區(qū)土壤中黑碳含量低于其他土壤，說明了土壤中黑碳的含量除了受環(huán)境因子的影響，還會受到人為活動及交通的影響。土壤中黑碳的含量在一定程度上也反映了土壤受污染的程度。 (2)當(dāng)土壤中含有一定量的黑碳時，黑碳會為微生物菌群提供營養(yǎng)，加速

5、菌群的繁殖，從而加快了其對腐殖物質(zhì)的分解，但隨著時間的延長，由于黑碳具有較強的吸附能力而抑制了降解菌的降解作用，但是這一作用又與土壤中黑碳的含量有著一定的關(guān)系。低含碳量有利于胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的分解，高黑碳含量有利于胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的形成與積累。 在土壤中添加一定量的黑碳時，由于黑碳與鐵結(jié)合胡敏素(HMi)、粘粒結(jié)合胡敏素(HMc)、不溶性胡敏素(HMr)相結(jié)合，使得它們的數(shù)量均增加，但是加入的黑碳大部

6、分會與不溶性胡敏素(HMr)相結(jié)合，少部分會與鐵結(jié)合胡敏素(HMi)和粘粒結(jié)合胡敏素(HMc)結(jié)合。 (3)當(dāng)土壤中含有一定量的黑碳時，黑碳在初期為微生物群體提供了營養(yǎng)，加速了它們的繁殖，于是便加快了HA和FA的降解速度，使得HA和FA的縮合度降低，結(jié)構(gòu)變簡單；但隨著時間的延長，由于黑碳具有極強的吸附能力，它可以從土壤中吸附其他物質(zhì)，物質(zhì)對黑碳的包裹導(dǎo)致了黑碳為微生物提供營養(yǎng)能力的下降，從而抑制了微生物的降解作用，使得胡敏酸(H