小興安嶺天然次生白樺林與闊葉紅松混交林土壤富里酸形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征研究.pdf

1、富里酸(FA)是土壤腐殖質(zhì)中很重要的成分之一，在一個(gè)很寬范圍影響著自然環(huán)境的進(jìn)程。不僅控制著土壤中礦物離子的降解速率，還影響水環(huán)境中膠體顆粒的理化組成，并有效的控制著有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的運(yùn)轉(zhuǎn)。闊葉紅松混交林是東北部山區(qū)的頂級(jí)群落，而天然次生白樺林是發(fā)展中的群落階段。本文從小興安嶺鐵力林區(qū)天然次生白樺林與闊葉紅松混交林地垂向剖面A1、B和C層取土，采用修改了的國(guó)際腐殖質(zhì)協(xié)會(huì)所推薦的FA分離純化方法，將FA分成了四個(gè)組分:FA-1、FA-2、

2、FA-3和FA-4。利用原子力顯微鏡和熱解—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜對(duì)FA的形態(tài)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并比較兩種林型下土壤FA組分的差異。研究結(jié)果表明:
　　在天然次生白樺林中，土壤有機(jī)碳，全N、全P及全K含量皆隨著土壤深度的加深而逐漸降低，土壤pH值則相反;FA的含量則隨著土壤深度的加深而增加，各個(gè)土壤層的親水性FA(FA-1+FA-2)含量明顯多于疏水性FA(FA-3+FA-4)的含量;HA/FA隨著土壤深度的加深逐漸降低。以上指標(biāo)雖然闊葉紅

3、松混交林也表現(xiàn)出了類似的規(guī)律特征，但是含量上卻存在著較大的差異。
　　利用原子力顯微鏡去觀察天然次生白樺林垂向剖面不同土層FA，研究發(fā)現(xiàn)FA組分分子的形態(tài)多種多樣。多數(shù)FA顆粒為圓片狀結(jié)構(gòu)，有的是比較規(guī)則的性狀，如圓片狀，長(zhǎng)橢圓片狀等，且表面光滑;有的則是不規(guī)則的形狀，如一些小的顆粒堆積形成的大分子聚合物，表面不光滑。除了A1、B層的組分FA-4，各層FA組分粒徑從FA-1到FA-4有逐漸增大的趨勢(shì)。三層土壤中，親水性FA組分粒徑

4、之間差異不顯著，而疏水性組分之間的差異較顯著。闊葉紅松混交林中疏水性FA(FA-3+FA-4)分子的平均粒徑是隨著土壤深度的增加而逐漸增大。這與天然次生白樺林土壤FA的粒徑明顯的不同。
　　利用熱解—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜對(duì)天然次生白樺林垂向剖面不同土層FA組分進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)FA的裂解產(chǎn)物主要包括以下幾類:土壤脂質(zhì)類化合物包括一系列的烷烴、烯烴、脂肪酸、酮及醇，芳族化合物和多環(huán)芳烴類，甲酯類化合物，含氮化合物，酚類化合物，多糖類化合物

5、，含硫化合物。對(duì)FA所含七類化合物相對(duì)含量合計(jì)結(jié)果顯示沒(méi)有哪個(gè)組分含有所有種類的物質(zhì)，而且各組分所含化合物量也不相同。FA所含化合物種類及垂向剖面不同層FA組分的因子分析顯示FA化合物及不同組分的因子得分都明顯不同而部分親水性組分的化合物構(gòu)成以及疏水性組分的化合物構(gòu)成則都有類似的地方。FA并非單一均質(zhì)的而是結(jié)構(gòu)組成十分復(fù)雜的化合物。通過(guò)對(duì)FA的可能來(lái)源分析顯示FA的來(lái)源也是十分的復(fù)雜，有植物樹(shù)根和樹(shù)皮中的蠟質(zhì)和軟木脂，以及植物纖維素、木

6、質(zhì)素，微生物等多種多樣的物質(zhì)來(lái)源，隨著土壤深度的增加微生物數(shù)量及活動(dòng)強(qiáng)度都減弱，對(duì)有機(jī)物的分解程度也降低。這也因此導(dǎo)致了不同層FA組分間分子的結(jié)構(gòu)組成有明顯差異。闊葉紅松混交林與天然次生白樺林土壤FA裂解產(chǎn)物的種類雖然大致相同，數(shù)量卻比天然次生白樺林豐富，而且每類化合物的所包含的物質(zhì)種類明顯不同。闊葉紅松混交林土壤微生物的降解作用強(qiáng)于天然次生白樺林，因此導(dǎo)致處于演替項(xiàng)級(jí)階段的闊葉紅松林土壤FA比處于發(fā)展階段的天然次生白樺林復(fù)雜，形態(tài)自然