寶雞黃土-古土壤中腐殖物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)特征及其隨時(shí)間的演化.pdf

1、腐殖物質(zhì)作為土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定部分，一直是科學(xué)家門研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。它的形成和轉(zhuǎn)化是緩慢而長(zhǎng)期的，以往很多研究?jī)H局限在短時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)變化研究，這對(duì)研究土壤中腐殖物質(zhì)的穩(wěn)定性具有一定的時(shí)間局限性。因此，在腐殖化過(guò)程的研究方面，強(qiáng)化長(zhǎng)時(shí)間尺度的研究非常必要。
　　 為了彌補(bǔ)以往研究中存在的不足，本文選擇了埋藏時(shí)間久遠(yuǎn)的寶雞黃土-古土壤剖面為研究對(duì)象。先對(duì)黃土/古土壤中總有機(jī)碳(TOC)及其各組分（穩(wěn)定有機(jī)碳-StOC，化學(xué)穩(wěn)定有機(jī)碳

2、-COC，礦物保護(hù)有機(jī)碳-MOC）進(jìn)行系統(tǒng)研究，并分析其中的StOC占TOC的比例隨時(shí)間的變化特征。然后分別定量提取各黃土/古土壤層的腐殖酸，并對(duì)它們的數(shù)量特征、元素組成及結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行研究。同時(shí)，將土壤有機(jī)碳和腐殖酸各組分分別與粘粒含量、粘土礦物、鐵氧化物進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)而探討土壤有機(jī)物質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間尺度下的穩(wěn)定機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)土壤有機(jī)碳及其各組分的研究表明，隨著埋藏時(shí)間的增加，古土壤和黃土中TOC、StO

3、C、MOC含量均不同程度地表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，并且古土壤的TOC含量高于其下伏的黃土層（S7除外）。無(wú)論是黃土還是古土壤，StOC的構(gòu)成均以MOC為主，其占StOC的平均比例高達(dá)75.51％。
　　 (2)胡敏酸(HA)、富里酸(FA)的定量測(cè)定結(jié)果表明，無(wú)論在黃土還是古土壤中，腐殖酸組分含量均表現(xiàn)出FA＞HA的規(guī)律;與黃土相比，古土壤中HA、FA含量較高?？傮w來(lái)說(shuō)，隨著埋藏時(shí)間的增加，黃土和古土壤中的腐殖酸各組分含量均逐漸降低。

4、
　　 (3)粘粒含量、粘土礦物及鐵氧化物與TOC及各組分有很好的相關(guān)性。粘粒含量與TOC和StOC呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為0.73和0.50。高嶺石含量與TOC、StOC、MOC和COC之間相關(guān)性較好，r值分別為0.92、0.81、0.63和0.62;無(wú)定形鐵與TOC、StOC之間有一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r分別為0.67和0.53。
　　 (4)粘粒含量、粘土礦物、鐵氧化物、土壤有機(jī)碳各組分與土壤腐殖酸及各組分呈

5、正相關(guān)關(guān)系。粘粒含量與HA、FA的相關(guān)系數(shù)r分別為0.73和0.70。與伊利石相比，高嶺石與HA、FA的相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)r分別為0.87和0.91。無(wú)定形鐵與HA、FA呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r分別為0.64和0.50。HA、FA與TOC的相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)r分別為0.98和0.94。
　　 (5)元素分析、紅外光譜、核磁共振波譜的分析結(jié)果表明，不同埋藏時(shí)間下HA、FA的組成及結(jié)構(gòu)特征基本相同，但隨埋藏條件的不同，也出現(xiàn)一定的變

6、化。黃土FA中羧基碳含量大于古土壤，芳香碳含量小于古土壤;而黃土中HA羧基碳含量與古土壤相近，芳香碳含量大于古土壤。與HA相比，F(xiàn)A具有烷基鏈烴含量少、羧基/羰基含量多的特點(diǎn)，而HA則含有較多的芳香族類不飽和物質(zhì)，并含有一定的脂肪性基團(tuán)。
　　 (6)以土壤有機(jī)物質(zhì)和粘土礦物為研究對(duì)象，對(duì)采自洛川剖面和寶雞剖面的黃土/古土壤樣品進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)兩剖面許多共同特征，具體表現(xiàn)為:①古土壤層的TOC含量均高于其下伏的黃土層，同時(shí)，土

7、壤TOC表現(xiàn)出隨埋藏時(shí)間的增加而逐漸降低的趨勢(shì);②腐殖物質(zhì)含量在兩剖面的變化趨勢(shì)基本相同，均隨著埋藏時(shí)間的增加而逐漸減少;③粘土礦物類型基本相同，均以伊利石和高嶺石為主。除了上述共同點(diǎn)之外，兩剖面還存在著一些差異，主要有以下幾個(gè)方面:①寶雞剖面TOC最大值及平均值遠(yuǎn)大于洛川剖面，從StOC構(gòu)成上來(lái)看，盡管兩剖面穩(wěn)定有機(jī)碳均以MOC為主，但寶雞剖面MOC占StOC的平均比例(75.51％)高于洛川剖面(33.85％)。同時(shí)，洛川剖面TOC