水溶性有机碳

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水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,缩写 WSOC)通常是指能通过 0.45 μm 微孔滤膜的水溶性有机物质[1],仅是一个操作上的定义,没有一定的化学内涵。WSOC 虽然只占土壤有机碳的很少部分,但它却是土壤微生物可直接利用的有机碳源[2],并且它还会影响土壤中有机和无机物质的转化、迁移和降解,如影响重金属[3]和农药[4~5]在土壤中的迁移以及土壤对 P 和 SO42-等无机离子的吸附等[6~8]。

水溶性有机碳(WSOC) 指能通过0.45μm 微孔滤膜的水溶性有机物质。WSOC虽然只在土壤有机碳中占很少一部分,但是它却是土壤微生物可以直接利用的有机碳源,同时它还会影响土壤有机物和无机物的转化、迁移和降解等,例如影响农药和重金属在土壤中的迁移以及土壤对SO42-和P等离子的吸附。

森林土壤有机碳库在调节大气CO2浓度水平和温室效应中的作用越来越受到人们的关注[1],而土壤有机碳由生物有效性不同的各组分组成[2]。土壤水溶性有机碳(WSOC)作为土壤有机碳最活跃的组成部分,对于调节土壤阳离子淋失、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义[3]。同时,土壤水溶性有机碳的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径,作为一项环境指标,对研究碳循环和环境变化有重要的意义[4]。空间变异对生态系统过程的影响成为目前生态学研究中的重要主题之一,山地区域海拔梯度的变化为研究生态系统过程的空间异质性提供了条件[5]。

土壤是生态系统中最大的C库,全球有机C总储量约为1500 Pg,约为陆地植物C储量(500~600 Pg)的3倍,大气C储量(750 Pg)的2倍多(Schlesinger & Andrews,2000)。每年土壤呼吸向大气释放的CO2量约占大气CO2总量的10%左右,是大气CO2的重要来源(Raich & Potter,1995)。因此,土壤有机C库的细微变化都将可能引起大气CO2浓度的明显改变(Lal,2001)。生态系统土壤有机C库根本上取决于光合作用合成有机物和土壤生物分解有机物的平衡,共同受控于温度和湿度,但由于合成和分解过程对温度和湿度的灵感性存在差异,因此,从全球尺度看,土壤有机C密度存在很大的空间变异(Post et al.,1982)。目前,全球变暖(Davidson & Janssens,2006)、土地利用变化(Searchinger et al.,2008)、森林砍伐(Dixon et al.,1994)、农业活动(West & Post,2002;Lal,2004)等对土壤C库的影响及其相关机制已有比较深入地了解,但城市化到底如何影响土壤C储量的研究非常有限(Foley et al.,2005;Koerner & Klopatek,2010)。

以此同时森林土壤有机碳库在调节大气CO2浓度水平和温室效应中发挥的作用越来越受到人们的关注,土壤有机碳由生物有效性各不相同的各组分组成。WSOC 虽然只占土壤有机碳的很少部分,但其作为土壤有机碳中最为活跃的组成部分存在。WSOC是土壤微生物可直接利用的有机碳源,且其对于调节土壤阳离子淋失、有机物和无机物间的转化、迁移、降解、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤理化和生物学过程都具有重要意义。同时WSOC的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径,且作为一项环境指标,对研究碳循环和环境变化具有重要的意义。而随着地球生态系统碳循环问题受到广泛关注,作为土壤活性碳组分之一的土壤水溶性有机碳逐渐引起人们的重视。王连峰等[5]对庐山地区部分阔叶林土壤研究发现,WSOC含量在0~40 cm土层降低,而在40~80 cm土层升高。王艮梅等[6]研究证明,与施化肥对照处理相比,施有机肥后土壤WSOC含量明显增加。杨长明等[7]研究也发现,秸秆和厩肥与化肥配施显著增加潮土土壤WSOC含量。

chisrt等〔7〕对森林土壤的研究发现,随着淋溶次数的增多,淋洗出的wsoc的总量增加;随着温度的升高,土壤中淋洗出的wsoc的量也增加。wang等〔8]研究发现,冻融作用和淹水处理都会增加土壤中WSOC的淋溶损失。zsolnay等(9〕发现,降雨量少的年份采集的土壤样品中WSOC的含量比其他年份有明显的增加(增加约33%),增加的幅度与每年施N175kg/hm-2的有机肥料效果相当。姜培坤等[11]研究发现,雷竹林地冬季地表增温覆盖措施能够增加土壤

水溶性有机碳WSOC的含量,而且随着栽培年份的增加而增加,连续覆盖a5的土壤,wSOC比未覆盖增加了1倍多.林滨等[12〕对土壤和沉积物中WSOC释放的动力学过程进行了研究,结果表明,草甸沼泽土中水溶性有机物在20℃时释放速率最快,温度降低或升高都会导致释放速率下降。徐秋芳等〔20〕研究发现覆盖的雷竹林土壤含量要高于未覆盖处理,徐秋芳等[24]研究发现,毛竹林土壤wsoc含量显著高于杉木林,极显著高于马尾松林,阔叶林和杉木林的土壤WSOC的含量也显著高于马尾松。水溶性有机碳占总有机碳的比例以杉木最高,达到1.26%,马尾松最低,仅0.78%。姜培坤等对不同林分下土壤活性有机碳库研究表明土壤水溶性有机碳占总有机碳比率为马尾松林>常绿阔叶林>人工杉木林,不同林分土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下表现出上升趋势〔26]。李淑芬等[28]对森林水溶性有机碳与土壤因子的关系研究,结果显示土壤中的水溶性有机碳含量与土壤pH之间呈极显著线性负相关。

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