【摘 要】
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溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)是土壤有机碳的重要组成部分,可以有效地评价干旱区沙漠化土壤植被恢复状况.然而,对于不同恢复方式、不同植被类型(如草地、灌木丛、针叶林、落叶林等)沙地土壤中DOM的演变特征与光谱学特性缺乏认知.本研究以毛乌素沙地为例,采集3种土地利用类型(裸沙地、配土改良地和植被覆盖地)的表层土壤,采用紫外吸收光谱、三维荧光光谱和平行因子模型法,结合主成分分析法探究了不同土地改良措施和植被覆盖类型下土壤中DOM的来源、含量与组分特征.结果 表明,不同土
【机 构】
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西北农林科技大学资源环境学院,杨凌712100;陕西省林业科学院,榆林719000;西北农林科技大学资源环境学院,杨凌712100;南开大学环境科学与工程学院,天津300350
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溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)是土壤有机碳的重要组成部分,可以有效地评价干旱区沙漠化土壤植被恢复状况.然而,对于不同恢复方式、不同植被类型(如草地、灌木丛、针叶林、落叶林等)沙地土壤中DOM的演变特征与光谱学特性缺乏认知.本研究以毛乌素沙地为例,采集3种土地利用类型(裸沙地、配土改良地和植被覆盖地)的表层土壤,采用紫外吸收光谱、三维荧光光谱和平行因子模型法,结合主成分分析法探究了不同土地改良措施和植被覆盖类型下土壤中DOM的来源、含量与组分特征.结果 表明,不同土地利用类型和不同植被覆盖下土壤DOM含量和溶解性有机碳(DOC)/土壤有机碳(SOC)值存在较大差异,相较于裸沙地,配土改良和植被覆盖显著提高了DOC的含量,但DOC/SOC的比值降低,SOC的稳定性有所提升;且乔木覆盖地中有机碳的稳定性略高于草地及灌木地.平行因子分析(PARAFAC)结果表明,裸沙地DOM主要由类蛋白质(C3)组成,而配土改良和植被覆盖地则以类腐殖酸(Cl和C2)为主.相关性分析表明,C1与C3及C2与C3均为极显著负相关关系(P＜0.01).这说明C3组分与C1、C2组分的来源不同.在不同的植被类型之间,类腐殖酸物质(C1与C2)的总占比为乔木＞草本＞灌木,且恢复年限越长,腐殖质类物质的相对含量越高.相比于裸沙地和配土改良地,植被覆盖地土壤DOM的荧光指数(FI值)下降、自生源指数(BIX值)与腐殖化指数(HIX值)显著提高,呈现明显的陆源特征,证实了有机碳稳定性的增强.且乔木区域土壤的腐殖化程度相较于灌木地和草地更高.总之,植被恢复过程,特别是乔木的种植,较配土改良地和裸沙地可有效增加DOM的含量,提高DOM的稳定性,有利于土壤有机碳的固存.本研究为毛乌素沙地的治理改善提供一定的理论支持和参考依据.
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