广西桂林市毛村土壤溶解有机碳的季节动态变化及其对碳酸盐岩的影响.DOC

不同地质背景下土壤溶解有机碳含量的 季节动态及其影响因子 黄黎英1,2，曹建华1 ，周 莉1，徐祥明1，莫 彬1，张 佩1 1. 国土资源部岩溶动力学重点实验室，广西 桂林 5410042. 广西来宾市环境保护科学研究所，广西 来宾 546100 摘要：为了解岩溶区和非岩溶区土壤溶解有机碳(DOC)含量及其季节动态是否存在差异，为今后相关研究提供研究依据，用0.5 mol·L-1K2SO4浸提法分析测定了广西桂林市灵川县潮田乡毛村由泥盆系融县组灰岩（D3r）发育石灰土、砂页岩（D2l）发育红壤中溶解有机碳的含量及其季节动态变化，并分析了其与影响因子的相互关系。结果表明：石灰土中溶解有机碳的质量分数为：19.3675~143.2524 mg·kg-1，红壤的为：221.1652~1016.602 mg·kg-1，石灰土因其偏碱、高钙镁、高有机质含量的特性而使得DOC含量远低于非岩溶区红壤的含量；石灰土和酸性土DOC含量在秋季都达到最高值，在冬季或春季含量最低；在空间分布上都随土壤深度增加而降低。岩溶区及非岩溶区土壤DOC含量的季节动态变化可以划分为4个阶段：①910月高温少雨，植物凋落物增多，DOC含量在一年中最高；②11月-12月，气温迅速降低，微生物活性随之降低，DOC含量下降；③12月底4月，前期（12月至次年2月）DOC浓度随土壤有机质含量的增加而增加；后期（34月）气温回升，降雨频繁，生物复苏，生物活动旺盛，土壤DOC含量迅速增加；④58月，高温多雨，DOC转化为CO2释放出来，部分DOC随雨水淋失，土壤中DOC总含量不高。 溶解有机碳；石灰土；酸性土；季节动态；影响因子中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-1282-07 土壤溶解有机碳（Dissolved Organic Carbon，简称DOC）是指在一定的时空条件下，受植物和微生物影响强烈、具有一定溶解性、在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化，其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素[1]。DOC包括一系列有机物，从简单的有机酸到复杂的大分子物质如胡敏酸、富里酸，但主要部分是水溶性有机碳(water-soluble organic carbon, WSOC)[2]。Cronan等认为疏水酸和亲水酸在DOC中占了约60%90%[3,4]。DOC中含有很大一部分的酸性组分，可以促进矿物的风化，有利于某些营养元素的供给和有效性[5]。DOC的淋失是土壤有机质损失的重要途径之一，对土壤中营养元素的迁移起重要作用，因而是养分移动的载体因子[6,7]。DOC也是环境污染物移动的载体因子。DOC作为移动性碳库，其移动的过程通过对土壤碳库的调节作用而成为地球表层系统碳循环的重要途径，对大气中的CO2浓度间接地起调节作用。 因此，探索土壤中DOC含量的动态变化对开展土壤养分迁移转化、土壤有机质的生态化学过程乃至环境污染、碳循环方面的研究都具有重要意义[8]。目前关于土壤中DOC含量动态变化及其与影响因子的关系的研究甚多，但是不同的研究者得到的结果或有差异，且关于岩溶区和非岩溶区土壤DOC含量差异的研究目前还是空白。本文在此基础上对广西桂林市灵川县潮田乡毛村由泥盆系融县组灰岩（D3r）发育的石灰土和含铁砂页岩（D2l）发育的红壤中溶解有机碳的季节动态变化及其与土壤因子的关系作了研究，目的主要是了解不同地质背景下，林下土壤中DOC含量的季节变化及其与影响因子的关系，为今后的相关研究提供一定的研究依据。 实验区位于桂林市灵川县潮田乡毛村（见图1），距离桂林市约30 km，地属亚热带季风气候区，多年平均气温为22.1 ℃，多年平均降雨量为1669.2 mm，雨水多集中在47月份。选择植被覆盖良好的2个研究点，植被是以青冈栎和栲树为主的常绿阔叶林，基岩分别为上泥盆统融县组（D3r）浅灰、灰白色厚层块状泥亮晶鲕粒砂屑灰岩和中泥盆统下部（D21）碎屑岩。石灰岩上覆棕色土壤（以下简称石灰土），厚度可达1.05 m；碎屑岩上为酸性红壤（以下简称酸性土），厚度达到1 m。两种土壤的基本性质见表1。在代表性部位各选择一块样地，从2004年8图1 毛村在桂林的位置 Fig. 1 The location of Mao Village in Guilin 图2 土壤DOC含量 Fig. 2 The concentration of DOC in soil月至2005年8月共采样23次。采集1530 cm、4560 cm样品，去除样品中杂质，装入可密封的塑料袋中带回立即分析，如不能立即分析则置于4℃下保存并尽快测定。 把新鲜土样摊开混匀，用四分法迅速取出一部分，过10目筛后装入密