围垦对崇明东滩土壤有机碳组分的影响及其红外光谱学特征研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xpzcz1994
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为了揭示围垦对崇明东滩土壤有机碳组分的影响,本研究选取了崇明东滩92大堤、98大堤和2016大堤围垦区为研究区域,通过分析崇明东滩围垦区0~100cm深度内土壤理化性质、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LC)和惰性有机碳(RC)含量的空间分布特征及有机碳组分结构,结合土壤红外光谱学特征探讨了围垦对崇明东滩土壤有机碳组分的影响,结果表明:(1)研究区域所有土壤样品粒径、含水率、pH、电导率和全氮含量分别介于:5.29~37.02μm、13.29~44.84%、7.29~8.95、0.08~0.75 2ms 和 0.26~6.73g/kg,含量的空间差异较大;土壤样品粒径、含水率、pH、电导率和全氮在0~100cm深度范围内含量平均值为:16.97±2.95μm、29.75±3.88%、8.44±0.25、0.32±0.07 2ms和0.80±0.42 g/kg,在某些深度可出现明显的峰值。(2)研究区域所有样品的土壤TOC含量介于0.62~43.74 g C/kg,平均值为6.86±3.68 gC/kg,略低于崇明东滩盐沼湿地表层沉积物有机碳含量。TOC含量0~100cm垂向分布的总体特征表现为随深度增加呈波动下降,在某些深度可出现明显的TOC峰值。不同土地利用类型下的土壤TOC含量差异较小。其中,菜地这一土地利用类型下土壤TOC含量略高于其他土地利用类型,土壤TOC含量分布范围和平均值分别为3.35~24.42 g C/kg和7.25±5.02g C/kg。研究区域内土壤LC含量分布范围为0.01~26.06g C/kg之间,平均值为2.60±1.90g C/kg。不同柱样LC含量的垂向分布特征存在明显差异,在0~100cm垂向分布的总体特征表现为随深度增加呈波动下降,在某些深度可出现明显的TOC峰值。土地开垦耕作导致土壤LC含量下降,不同土地利用方式LC/TOC 比值树林最高,为63.43±6.73%。研究区域内土壤RC含量分布范围为1.065~17.68g C/kg之间,平均值为5.22±1.43g C/kg。土壤RC占总有机碳的比例在0.08~98.89%之间,平均值为60.42±18.46%,西瓜地RC/TOC 比值略高,为62.77±31.33%。(3)研究区域内,同一柱样不同深度层段土壤红外光谱变化趋势表现出其为明显的相似性,土壤吸光度与土壤有机碳含量呈正相关关系。柱样经酸水解后,由于土壤在酸水解过程中消解了土壤活性有机碳(LC),因而酸水解土壤有机碳含量(RC)整体上低于原样土壤有机碳含量(TOC),土壤各深度范围内的土壤吸光度也表现出整体上低于原样土壤的特征。土壤原样不同柱样不同官能团吸光度在深度上的分布,不同柱样总体上表现出多糖吸光度较高,芳香族化合物和脂肪族化合物吸光度相似的特征。与土壤原样不同官能团吸光度相比,酸水解土壤多糖吸光度呈现整体降低对趋势,芳香族化合物和脂肪族化合物吸光度基本不变。各柱样原样土壤酸水解后,由于土壤在酸水解过程中消解了土壤活性有机碳(LC),多糖不稳定亦被酸解,因此土壤各深度范围内的多糖吸光度整体上低于原样土壤。
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