寶雞黃土-古土壤中腐殖物質的組成、結構特征及其隨時間的演化.pdf

1、腐殖物質作為土壤有機碳的穩(wěn)定部分，一直是科學家門研究的熱點問題。它的形成和轉化是緩慢而長期的，以往很多研究僅局限在短時間尺度上的動態(tài)變化研究，這對研究土壤中腐殖物質的穩(wěn)定性具有一定的時間局限性。因此，在腐殖化過程的研究方面，強化長時間尺度的研究非常必要。
　　 為了彌補以往研究中存在的不足，本文選擇了埋藏時間久遠的寶雞黃土-古土壤剖面為研究對象。先對黃土/古土壤中總有機碳(TOC)及其各組分（穩(wěn)定有機碳-StOC，化學穩(wěn)定有機碳

2、-COC，礦物保護有機碳-MOC）進行系統研究，并分析其中的StOC占TOC的比例隨時間的變化特征。然后分別定量提取各黃土/古土壤層的腐殖酸，并對它們的數量特征、元素組成及結構特征等進行研究。同時，將土壤有機碳和腐殖酸各組分分別與粘粒含量、粘土礦物、鐵氧化物進行相關性分析，進而探討土壤有機物質在長時間尺度下的穩(wěn)定機制。主要研究結果如下:
　　 (1)土壤有機碳及其各組分的研究表明，隨著埋藏時間的增加，古土壤和黃土中TOC、StO

3、C、MOC含量均不同程度地表現出降低的趨勢，并且古土壤的TOC含量高于其下伏的黃土層（S7除外）。無論是黃土還是古土壤，StOC的構成均以MOC為主，其占StOC的平均比例高達75.51％。
　　 (2)胡敏酸(HA)、富里酸(FA)的定量測定結果表明，無論在黃土還是古土壤中，腐殖酸組分含量均表現出FA＞HA的規(guī)律;與黃土相比，古土壤中HA、FA含量較高?？傮w來說，隨著埋藏時間的增加，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性。粘粒含量與TOC和StOC呈顯著正相關，相關系數r分別為0.73和0.50。高嶺石含量與TOC、StOC、MOC和COC之間相關性較好，r值分別為0.92、0.81、0.63和0.62;無定形鐵與TOC、StOC之間有一定的相關性，相關系數r分別為0.67和0.53。
　　 (4)粘粒含量、粘土礦物、鐵氧化物、土壤有機碳各組分與土壤腐殖酸及各組分呈

5、正相關關系。粘粒含量與HA、FA的相關系數r分別為0.73和0.70。與伊利石相比，高嶺石與HA、FA的相關性較好，相關系數r分別為0.87和0.91。無定形鐵與HA、FA呈正相關，相關系數r分別為0.64和0.50。HA、FA與TOC的相關性顯著，相關系數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果表明，不同埋藏時間下HA、FA的組成及結構特征基本相同，但隨埋藏條件的不同，也出現一定的變

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，FA具有烷基鏈烴含量少、羧基/羰基含量多的特點，而HA則含有較多的芳香族類不飽和物質，并含有一定的脂肪性基團。
　　 (6)以土壤有機物質和粘土礦物為研究對象，對采自洛川剖面和寶雞剖面的黃土/古土壤樣品進行對比分析，發(fā)現兩剖面許多共同特征，具體表現為:①古土壤層的TOC含量均高于其下伏的黃土層，同時，土

7、壤TOC表現出隨埋藏時間的增加而逐漸降低的趨勢;②腐殖物質含量在兩剖面的變化趨勢基本相同，均隨著埋藏時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。除了上述共同點之外，兩剖面還存在著一些差異，主要有以下幾個方面:①寶雞剖面TOC最大值及平均值遠大于洛川剖面，從StOC構成上來看，盡管兩剖面穩(wěn)定有機碳均以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，洛川剖面TOC