川西高寒土壤DOM熒光特征研究
發(fā)布時間:2022-01-24 00:24
【目的】研究高寒土壤溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)含量和光譜學(xué)特征,為川西高原區(qū)域水陸碳循環(huán)以及高寒土壤資源管理等研究提供科學(xué)依據(jù)!痉椒ā垦芯苛舜ㄎ3種高寒生態(tài)系統(tǒng)(亞高山森林、高寒泥炭濕地和高寒草甸)中0~10 cm的表層土壤中的DOM,利用三維熒光分析儀測定了DOM熒光特征,采用平行因子法(EEM-PARAFAC)和熒光區(qū)域積分(FRI)等對DOM光譜學(xué)特征進(jìn)行了研究!窘Y(jié)果】亞高山森林土壤中DOC、DON、TOC和TN含量明顯高于高寒泥炭土和高寒草甸;亞高山森林土壤DOM芳香性與腐殖化程度最低,DOM穩(wěn)定性最低,微生物可利用性最高;平行因子分析顯示所有土壤DOM呈4個熒光組分,以蛋白類組分載荷最高,富里酸類組分載荷最低;亞高山森林土壤DOM中芳香蛋白類有機(jī)質(zhì)占比最高,高寒泥炭濕地和高寒草甸土壤DOM中則是富里酸類有機(jī)質(zhì)比例最高!窘Y(jié)論】3種高寒土壤的DOM及熒光組分差異顯著,亞高山森林土壤DOM不穩(wěn)定性更高。
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
目標(biāo)區(qū)域和采樣地點(diǎn)的示意圖
PARAFAC組分C1在Ex/Em波長為250/450 nm和300/540 nm處顯示出兩個峰(圖2),該光譜特征被認(rèn)為是富里酸樣熒光組分[29-30]。組分C1分子量較低,在濕地、農(nóng)業(yè)環(huán)境中比較常見。組分C1主要來自陸地有機(jī)前體,例如土壤提取物,森林溪流,濕地和落葉[31-32],降水通常導(dǎo)致C1組分含量的增加[33]。PARAFAC組分C2在285/335 nm(Ex/Em)處顯示出主要峰,該峰被認(rèn)為是色氨酸樣的T峰[34],該類物質(zhì)被認(rèn)為是土壤內(nèi)源的微生物活動和轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的類蛋白物質(zhì),通常在人為輸入影響的水生環(huán)境中檢測到該組分。PARAFAC組分C3的EEM光譜在270/500 nm(Ex/Em)處有一個峰,這是類腐殖酸樣熒光峰A和峰C的積分[34],該類物質(zhì)分子量較高,被認(rèn)為主要由有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生,在水體FDOM中比較常見。PARAFAC組分C4(Ex/Em=275/300 nm)具有一個激發(fā)峰和發(fā)射峰,該組分類似酪氨酸的峰B組分[34-35]。組分C4主要來源于自生源過程,可生物降解,常游離或結(jié)合在蛋白質(zhì)中,與色氨酸的產(chǎn)生及降解過程類似。三維熒光-平行因子分析結(jié)果表明,川西高寒土壤樣品DOM幾乎包含所有類型的溶解氨基酸(酪氨酸和色氨酸樣成分)。在川西高寒土壤DOM中,PARAFAC組分C4和C2(蛋白樣組分)的載荷最高,PARAFAC組分C1(富里酸樣組分)的含量最低,而PARAFAC組分C3(類腐殖酸組分)介于兩者之間。本研究發(fā)現(xiàn)川西高原高寒土壤中DOM的不同熒光組分隨高寒土壤類型的變化而變化,表明DOM中不同熒光組分的相對含量可能隨土壤類型而變化。蛋白樣組分(C4和C2)在亞高山森林土壤中最高,在高寒草甸土壤中最低,說明其易受人類活動的影響。富里酸樣組分(C1)和腐殖酸樣組分(C3)結(jié)果較為類似,均在高寒泥炭濕地中最高。
分別計算各熒光峰積分相對比例,結(jié)果如圖4所示。在川西高原亞高山森林土壤DOM中最高的是PeakⅡ(占比33.14%),其次是Peak I(22.51%);高寒泥炭濕地和草甸土壤DOM組分類似,占比最高的是PeakⅢ(均超過34%),其次是PeakⅡ(均超過23%)。不同高寒土壤DOM中熒光峰積分值還是有差異性的,森林土壤DOM芳香蛋白類有機(jī)質(zhì)(Peak I和PeakⅡ)占比超過55%,說明芳香蛋白類有機(jī)質(zhì)是森林土壤DOM的主要組分;而高寒泥炭濕地土壤和高寒草甸土壤DOM中PeakⅢ組分占比最高,說明在泥炭濕地和草甸土壤DOM中富里酸類有機(jī)質(zhì)比例最高,這與上文中的相關(guān)結(jié)果是一致的。圖4 高寒土壤DOM熒光峰積分相對比例
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]川西高原河流水體CDOM的光化學(xué)降解特性[J]. 劉堰楊,孫輝,劉琛,王小沁. 環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[2]岷江上游水體中DOM光譜特征的季節(jié)變化[J]. 范詩雨,秦紀(jì)洪,劉堰楊,孫輝. 環(huán)境科學(xué). 2018(10)
[3]基于三維熒光及平行因子分析的川西高原河流水體CDOM特征[J]. 劉堰楊,秦紀(jì)洪,劉琛,孫輝,唐翔宇,范詩雨. 環(huán)境科學(xué). 2018(02)
[4]兩個水庫型湖泊中溶解性有機(jī)質(zhì)三維熒光特征差異[J]. 盧松,江韜,張進(jìn)忠,閆金龍,王定勇,魏世強(qiáng),梁儉,高潔. 中國環(huán)境科學(xué). 2015(02)
[5]太湖有色可溶性有機(jī)物熒光的空間分布及其與吸收的關(guān)系[J]. 張運(yùn)林,秦伯強(qiáng),龔志軍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2006(05)
[6]土壤活性有機(jī)碳庫測定方法研究進(jìn)展[J]. 楊麗霞,潘劍君. 土壤通報. 2004(04)
本文編號:3605456
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
目標(biāo)區(qū)域和采樣地點(diǎn)的示意圖
PARAFAC組分C1在Ex/Em波長為250/450 nm和300/540 nm處顯示出兩個峰(圖2),該光譜特征被認(rèn)為是富里酸樣熒光組分[29-30]。組分C1分子量較低,在濕地、農(nóng)業(yè)環(huán)境中比較常見。組分C1主要來自陸地有機(jī)前體,例如土壤提取物,森林溪流,濕地和落葉[31-32],降水通常導(dǎo)致C1組分含量的增加[33]。PARAFAC組分C2在285/335 nm(Ex/Em)處顯示出主要峰,該峰被認(rèn)為是色氨酸樣的T峰[34],該類物質(zhì)被認(rèn)為是土壤內(nèi)源的微生物活動和轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的類蛋白物質(zhì),通常在人為輸入影響的水生環(huán)境中檢測到該組分。PARAFAC組分C3的EEM光譜在270/500 nm(Ex/Em)處有一個峰,這是類腐殖酸樣熒光峰A和峰C的積分[34],該類物質(zhì)分子量較高,被認(rèn)為主要由有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生,在水體FDOM中比較常見。PARAFAC組分C4(Ex/Em=275/300 nm)具有一個激發(fā)峰和發(fā)射峰,該組分類似酪氨酸的峰B組分[34-35]。組分C4主要來源于自生源過程,可生物降解,常游離或結(jié)合在蛋白質(zhì)中,與色氨酸的產(chǎn)生及降解過程類似。三維熒光-平行因子分析結(jié)果表明,川西高寒土壤樣品DOM幾乎包含所有類型的溶解氨基酸(酪氨酸和色氨酸樣成分)。在川西高寒土壤DOM中,PARAFAC組分C4和C2(蛋白樣組分)的載荷最高,PARAFAC組分C1(富里酸樣組分)的含量最低,而PARAFAC組分C3(類腐殖酸組分)介于兩者之間。本研究發(fā)現(xiàn)川西高原高寒土壤中DOM的不同熒光組分隨高寒土壤類型的變化而變化,表明DOM中不同熒光組分的相對含量可能隨土壤類型而變化。蛋白樣組分(C4和C2)在亞高山森林土壤中最高,在高寒草甸土壤中最低,說明其易受人類活動的影響。富里酸樣組分(C1)和腐殖酸樣組分(C3)結(jié)果較為類似,均在高寒泥炭濕地中最高。
分別計算各熒光峰積分相對比例,結(jié)果如圖4所示。在川西高原亞高山森林土壤DOM中最高的是PeakⅡ(占比33.14%),其次是Peak I(22.51%);高寒泥炭濕地和草甸土壤DOM組分類似,占比最高的是PeakⅢ(均超過34%),其次是PeakⅡ(均超過23%)。不同高寒土壤DOM中熒光峰積分值還是有差異性的,森林土壤DOM芳香蛋白類有機(jī)質(zhì)(Peak I和PeakⅡ)占比超過55%,說明芳香蛋白類有機(jī)質(zhì)是森林土壤DOM的主要組分;而高寒泥炭濕地土壤和高寒草甸土壤DOM中PeakⅢ組分占比最高,說明在泥炭濕地和草甸土壤DOM中富里酸類有機(jī)質(zhì)比例最高,這與上文中的相關(guān)結(jié)果是一致的。圖4 高寒土壤DOM熒光峰積分相對比例
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]川西高原河流水體CDOM的光化學(xué)降解特性[J]. 劉堰楊,孫輝,劉琛,王小沁. 環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[2]岷江上游水體中DOM光譜特征的季節(jié)變化[J]. 范詩雨,秦紀(jì)洪,劉堰楊,孫輝. 環(huán)境科學(xué). 2018(10)
[3]基于三維熒光及平行因子分析的川西高原河流水體CDOM特征[J]. 劉堰楊,秦紀(jì)洪,劉琛,孫輝,唐翔宇,范詩雨. 環(huán)境科學(xué). 2018(02)
[4]兩個水庫型湖泊中溶解性有機(jī)質(zhì)三維熒光特征差異[J]. 盧松,江韜,張進(jìn)忠,閆金龍,王定勇,魏世強(qiáng),梁儉,高潔. 中國環(huán)境科學(xué). 2015(02)
[5]太湖有色可溶性有機(jī)物熒光的空間分布及其與吸收的關(guān)系[J]. 張運(yùn)林,秦伯強(qiáng),龔志軍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2006(05)
[6]土壤活性有機(jī)碳庫測定方法研究進(jìn)展[J]. 楊麗霞,潘劍君. 土壤通報. 2004(04)
本文編號:3605456
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