泥炭藓是北方泥炭沼泽中的重要物种,对全球碳循环及淡水储存具有重要作用。本文以大泥炭藓（Sphagnum palustre L.）及泥炭柱为研究对象,研究了大泥炭藓在形成泥炭过程中的细胞结构、生理特性、化学成分以及可溶性有机物（DOM）、富里酸（FA）、胡敏酸（HA）和叶绿素的光谱学特征等的变化,旨在探究大泥炭藓在腐殖化过程中的变化规律,并筛选和发现适合泥炭地的腐殖化指标,为碳循环及泥炭地保育的研究提供新的思路,以丰富全球泥炭地保护的科学理论。主要研究结果如下:1.利用扫描电镜及透射电镜对大泥炭藓的芽体及不同层位的成熟大泥炭藓及泥炭的结构观察发现:随着大泥炭藓芽体的发育,其茎水孔上的孔膜有消失的趋势;不同层位大泥炭藓的透明细胞随着层位深度的增加而不断破损,从崩塌层（CDL）开始变形较大,在泥炭层中的5-10 cm泥炭（P5-10）处仍然可以观察到一些透明细胞残体。大泥炭藓叶和茎的绿色细胞中叶绿体的类囊体片层结构在黄色层（YL）处被破坏,并有大量的嗜锇颗粒产生,到棕色层（BL）类囊体片层结构基本消失,在茎中还伴随着细胞的脱落。从结构变化结果可知,大泥炭藓的绿色细胞破损早于透明细胞,茎细胞破损早于叶细胞。2.利用紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、荧光分光光度计等仪器对不同层位的大泥炭藓及泥炭样品进行研究发现,在泥炭形成过程中有机物转化规律及生理特性变化很复杂。在大泥炭藓到泥炭的转变过程中,除有机碳、多酚的含量随着层位深度的增加而持续下降外,其余如对Fe离子的吸收能力、可溶性糖含量、还原能力、酸性、类木质素含量、可溶性蛋白含量等指标均随着深度的增加先达到最大值后再下降。单位干重大泥炭藓对Fe离子吸收的最大值在YL处;可溶性糖含量的最大值在BL处;还原能力及酸性的最大值在CDL处;类木质素含量、可溶性蛋白含量及羧基性有机酸官能团的最大值在草根层（GRL）处。这些有机物在大泥炭藓中的含量要大于泥炭中的含量。红外光谱结合二维相关分析的结果表明酚在研究的几种官能团中变化最快。大泥炭藓交换能力和小分子有机酸在七姊妹山泥炭藓湿地酸性环境的形成过程中扮演重要角色。通过对不同层位大泥炭藓的培养发现,在YL、BL的大泥炭藓仍存在较强潜在繁殖能力。大泥炭藓在CDL、GRL及P0-10处开始形成大量腐殖质时,其繁殖能力基本丧失,虽然这些部位的大泥炭藓不适合作为外植体,但却适合作为基质,供其繁殖和生长。芽的繁殖与生长还需要有适宜的光照、水分、营养及相对酸性的环境等条件。3.利用多种方法对不同层位大泥炭藓、泥炭的DOM及提取的FA、HA的研究发现,平行因子分析结合三维荧光光谱（PARAFAC-EEMs）的方法是了解从大泥炭藓到泥炭的腐殖化过程的有效工具。这种方法可以通过区分组分来分别研究大泥炭藓所产生的荧光组分变化和腐殖类组分变化,解决了大泥炭藓中强荧光吸收峰对腐殖酸吸收峰的影响。通过对FA、HA及DOM等多个指标的分析后发现,FA的大量形成从CDL开始,而HA的大量形成从GRL开始。对提取的FA、HA中相应的腐殖质成分的荧光强度变化趋势研究表明,DOM中的腐殖质成分在YL到0-5 cm泥炭（P0-5）随着大泥炭藓深度的增加而增加,随后有下降趋势,此变化趋势与腐殖质的溶解度变化或聚合有关。红外光谱结合二维相关分析的结果表明FA及HA的形成过程中蛋白与芳香结构物质的变化较快,多糖和酚的变化较慢。4.利用PARAFAC-EEMs对叶绿素进行分析发现,大多数的大泥炭藓及泥炭层位中均存在叶绿素荧光峰,将叶绿素与DOM腐殖化指标做相关分析得知,叶绿素组分与经常用于表示腐殖化的大多数指标具有较高的相关性;在荧光光谱中叶绿素所在区域特异性较高,不易受到酸、碱及背景干扰,因此,选择此法来研究泥炭地腐殖化可取得较好效果。