不同退化程度高寒草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)含量及光譜特征

摘要：探討土壤可溶性有機(jī)質(zhì)（Dissolved organic matter，DOM）對(duì)高寒草甸退化的響應(yīng)，可為退化高寒草地系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)和碳匯功能提升提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。本試驗(yàn)采用空間代替時(shí)間法和光譜技術(shù)，研究不同退化程度（未退化、輕度退化、中度退化和重度退化）高寒草甸土壤DOM含量及結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成的變化。結(jié)果表明：未退化草甸土壤DOM含量及占比分別為486.72 mg·kg-1和0.14%，退化草甸土壤DOM含量和占比分別較未退化草甸顯著降低55.25%～69.68%，33.79%～49.66%；結(jié)構(gòu)特征：草甸退化提高了土壤DOM的芳香化程度，而分子量與腐殖化程度先增加后降低，在中度退化草甸最大；化學(xué)組成：草甸退化導(dǎo)致土壤DOM中的醇酚類與芳香類吸收峰相對(duì)強(qiáng)度減少，而多糖類、炔烴類吸收峰相對(duì)強(qiáng)度增多。綜上，高寒草甸退化會(huì)導(dǎo)致土壤DOM的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、穩(wěn)定性降低，增加了土壤DOM損失，影響了土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定，增大了土壤質(zhì)量下降的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：若爾蓋高原；草甸退化；高寒土壤；可溶性有機(jī)碳

中圖分類號(hào)：S151""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""" 文章編號(hào)：1007-0435（2024）12-3715-07

收稿日期：2024-03-27；修回日期：2024-05-21

基金項(xiàng)目：四川省科學(xué)技術(shù)廳應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2021YJ0341）;四川省科學(xué)技術(shù)廳重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFS0469）資助

作者簡(jiǎn)介：

錢虹宇（1995-），男，漢族，四川富順人，博士研究生，主要從事土壤生態(tài)學(xué)研究，E-mail：qhy1632021@163.com;*通信作者Author for correspondence，E-mail：pyulin@sicau.edu.cn

Content and Spectral Characteristics of Soil Dissolved Organic Matter in

Alpine Meadows with Different Degradation Degrees

QIAN Hong-yu1， CHEN Zi-yan2， FENG Xiao-xuan1， ZHOU Nan-ding1，

LUO Yuan-jun1， PU Yu-lin1*， HU Yu-fu1

（1. College of Resources， Sichuan Agricultural University， Chengdu， Sichuan Province 611130， China;

2. College of Grassland Agriculture， Northwest Aamp;F University， Yangling， Shaanxi Province 712100， China）

Abstract：Study on the response of soil dissolved organic matter （DOM） to alpine meadow degradation is helpful to provide basic data and theoretical basis for ecological restoration and carbon sink function improvement of degraded alpine meadow system. The soil DOM content，structural characteristics and chemical composition in alpine meadows with different degradation degrees （non-degraded meadow，lightly degraded meadow，moderately degraded meadow，heavily degraded meadow） were studied by using space instead of time sampling method and spectrum technology. The results showed that the content and distribution ratio of DOM in the soil of non-degraded meadow were 486.72 mg·kg-1 and 0.14%，respectively. The content and distribution ratio of DOM in three degraded meadows were significantly lower than those of non-degraded meadow by 55.25%-69.68% and 33.79%-49.66%，respectively. In terms of structural characteristics，meadow degradation leads to a gradual increase in the aromatization degree of soil DOM，while the molecular weight and degree of humification increase first and then decreased，and reached the maximum in moderately degraded meadow. In terms of chemical composition，meadow degradation leads to a gradual decrease in the relative intensity of the absorption peaks of alcohols，phenols and aromatics，while the relative intensity of absorption peaks of polysaccharides and alkynes gradually increased. In summary，the degradation of alpine meadow will lead to the simplification of soil DOM structure and the reduction of stability，increase the loss of soil DOM，affect the stability of soil carbon pool，and increase the risk of soil quality decline.

Key words：Zoige plateau;Meadow degradation;Alpine soil;Dissolved organic carbon

土壤可溶性有機(jī)質(zhì)（Dissolved organic matter，DOM）是指能夠通過(guò)0.45 μm濾膜的水溶性有機(jī)質(zhì)的總稱［1］，包括腐殖酸、有機(jī)酸和氨基酸等一系列組分在內(nèi)的復(fù)雜可溶性混合物，主要來(lái)源于植物碎屑、土壤腐殖質(zhì)、微生物或根際分泌物，是由植物殘?bào)w分解形成的過(guò)渡性有機(jī)物［2］。DOM雖然在土壤有機(jī)質(zhì)中占比很小，但具有溶解度高、周轉(zhuǎn)快、易分解、生物活性高等特點(diǎn)，對(duì)土壤有機(jī)碳的積累、土壤碳循環(huán)及土壤污染物轉(zhuǎn)化等過(guò)程具有重要作用，是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量與健康變化的一項(xiàng)重要指標(biāo)［2-3］。草地作為陸地的三大生態(tài)系統(tǒng)之一，貯藏了陸地生態(tài)系統(tǒng)中約34%的碳，在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色［4］。目前，圍繞草地生態(tài)系統(tǒng)，較多研究了氮沉降［5］、植被恢復(fù)［2］、放牧管理［3］下土壤DOM含量的差異，初步證實(shí)了DOM含量的變化可以反映草地土壤質(zhì)量水平。然而，這些研究?jī)H關(guān)注了DOM含量的變化，Jones等［6］認(rèn)為DOM的含量?jī)H能作為衡量有機(jī)質(zhì)濃度的敏感指標(biāo)，要想準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量還應(yīng)關(guān)注DOM的組分和結(jié)構(gòu)特征，以此可以深刻理解土壤碳固存變化的生物化學(xué)機(jī)制。

目前，對(duì)DOM組成和結(jié)構(gòu)特征研究較多采用光譜法，其操作簡(jiǎn)單、快捷、高效，對(duì)樣品不會(huì)造成破壞［7］。紫外-可見光譜常被用來(lái)表征化學(xué)組成，單位濃度DOM在波長(zhǎng)254 nm處的摩爾吸光系數(shù)可以表示土壤DOM中芳香化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度；波長(zhǎng)250 nm與365 nm處吸光度的比值可以表示土壤DOM平均分子量；波長(zhǎng)465 nm與665 nm處的吸光度比值可以表示土壤DOM的腐殖化程度［2］。而傅里葉紅外光譜則常被用來(lái)表征土壤DOM的官能團(tuán)類型［8］。這些信息有助于揭示土壤DOM的化學(xué)穩(wěn)定性、可利用性和在土壤中的吸附特性［9］。有研究指出，芳香化和腐殖化程度高的土壤DOM具有更高的穩(wěn)定性，更有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累［2］。在草地生態(tài)系統(tǒng)中，光譜法目前已被應(yīng)用于揭示不同草地生態(tài)系統(tǒng)［10］、植被恢復(fù)類型［2］、土地利用方式［11］等條件下土壤DOM組分和結(jié)構(gòu)特征的相關(guān)研究中。

若爾蓋高原位于青藏高原東部，其高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)不僅為當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)生產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，還具有涵養(yǎng)水源、保持水土等多種生態(tài)功能，是黃河上游重要的泥炭?jī)?chǔ)存地［12］。近年來(lái)，隨著全球變化及其產(chǎn)生的次生環(huán)境效應(yīng)，該區(qū)域高寒草甸正面臨不同程度的退化，原有的生態(tài)平衡逐漸被打破，從而引起土壤有機(jī)碳活性及動(dòng)態(tài)、土壤微生物活性及群落結(jié)構(gòu)、土壤酶活性、土壤有機(jī)碳源匯轉(zhuǎn)換等一系列變化［13-14］。在草地退化對(duì)土壤DOM影響研究方面，較多學(xué)者證實(shí)了草地退化會(huì)顯著降低土壤DOM含量［15］，但是未探討不同退化階段高寒草甸的DOM含量差異，也無(wú)法得知高寒草甸在系列逆向演替過(guò)程中土壤DOM的分子結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性變化特征。由此，本研究以若爾蓋高原不同退化程度高寒草甸為研究對(duì)象，基于紫外-可見光譜和傅里葉紅外光譜表征技術(shù)，旨在分析DOM含量及結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)組成的演變規(guī)律，為認(rèn)識(shí)退化高寒草甸碳庫(kù)穩(wěn)定性以及評(píng)估高寒草甸土地質(zhì)量提供理論支撐。

1" 材料與方法

1.1" 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于同一河谷平原上的若爾蓋花湖濕地自然保護(hù)區(qū)及毗鄰地區(qū)（33°55′～ 33°56′N，102°49′～ 102°50′E），地處青藏高原東部邊緣，區(qū)內(nèi)是由喜馬拉山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的劇烈抬升形成的河谷平原，海拔約3500 m；氣候?qū)儆诟咴瓉喓畮Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬長(zhǎng)無(wú)夏，春秋相連，干濕季分明，年均溫0.6℃～1.5℃，年均降雨量600～750 mm。植被以西藏嵩草（Kobresia tibetica）、華扁穗草（Blysmus sinocompressus）等草甸植物群落為主，土壤是由沖積物夾少量坡積、洪積物母質(zhì)發(fā)育形成的草甸土，流經(jīng)的河流屬于黃河水系的黑河及其支流。過(guò)去幾十年里，為發(fā)展經(jīng)濟(jì)，在過(guò)度放牧、旅游開發(fā)等人為干擾和自然因素的雙重作用下，該區(qū)域除了花湖濕地景區(qū)內(nèi)有保護(hù)完好的高寒草甸外，其他的高寒草甸草地都呈現(xiàn)不同程度的退化，甚至沙化。

1.2" 樣地設(shè)置與樣品采集

2019年8月，根據(jù)天然草地退化、沙化與鹽漬化的分級(jí)指標(biāo)（GB19377-2003）和在課題組前期野外實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，依據(jù)優(yōu)勢(shì)植物、群落、毒雜草、蓋度、鼠洞數(shù)據(jù)，將高寒草甸分為未退化草甸（Non-degraded meadow，ND）、輕度退化草甸（Lightly degraded meadow，LD）、中度退化草甸（Moderately degraded meadow，MD）和重度退化草甸（Heavily degraded meadow，HD）［16］。選擇未退化草甸和3類退化草甸樣地各3個(gè)，大小100 m×100 m，共12個(gè)樣地。在每個(gè)樣地隨機(jī)布設(shè)3個(gè)1 m×1 m的小樣方，采集0～20 cm土層土壤樣品，將同一樣地的3個(gè)1 m×1 m的小樣方土樣放置在一起混勻，用4分法縮分為2 kg，裝入塑封袋。將采集的新鮮土樣帶回室內(nèi)，除去動(dòng)植物殘?bào)w、石塊等雜物，密封置于4℃冰箱中避光保存，用于土壤有機(jī)碳測(cè)定。

1.3" 土壤樣品分析

土壤總有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱容量法［17］，可溶性有機(jī)碳（Dissolved organic carbon，DOC）采用 2 mol·L-1 KCl浸提-總有機(jī)碳分析儀測(cè)定［18］。土壤DOM紫外-可見光譜采用酶標(biāo)儀（VarioskanLUX，Thermo scientific，美國(guó)）測(cè)定DOM提取液在波長(zhǎng)250、254和365 nm處的吸光度值。土壤DOM傅里葉紅外光譜采用傅里葉變換紅外光譜儀（Frontier，PerkinElmer，德國(guó)）測(cè)定DOM提取液冷凍干燥后的樣品并記錄其光譜［19］。

1.4數(shù)據(jù)處理

紫外-可見光光譜參數(shù)用公式（1）-（4）計(jì)算：

SUVA254=α（254）/ρ（DOC）（1）

α（254）=2.303×A254/l（2）

E2/E3=A250/A365（3）

E4/E6=A465/A665（4）

公式（1）-（4）式中，SUVA254為波長(zhǎng)254 nm處的摩爾吸光系數(shù)，表示土壤DOM中芳香類化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，其值越高芳香化結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，芳香化程度越高［2］；α（254）為波長(zhǎng)254 nm處的吸光系數(shù)；ρ（DOC）為可溶性有機(jī)碳含量（mg·kg-1）；Aλ為波長(zhǎng)λ處的吸光度；l為光程長(zhǎng)度（酶標(biāo)板光程為1 cm，每孔工作體積為360 μL，實(shí)際加入測(cè)定液體積200 μL；E2/E3為波長(zhǎng)250 nm處的吸光度與波長(zhǎng)365 nm處的吸光度比值，表示土壤DOM平均分子量大小，其值越高平均分子量越小［2］；E4/E6為波長(zhǎng)465 nm處的吸光度與波長(zhǎng)665 nm處的吸光度比值，表示土壤DOM的腐殖化程度，其值越高腐殖化程度越低［2］。傅里葉紅外光譜進(jìn)行半定量分析時(shí)，將測(cè)定所得數(shù)據(jù)扣除背景后先用OMNIC 8.0軟件進(jìn)行基線校正、平滑和歸一化處理，再采用Origin 2021對(duì)特征吸收峰進(jìn)行積分得到吸收峰面積。依據(jù)相關(guān)［8，19-21］的研究結(jié)果，譜圖各吸收峰歸屬如表2所示。

使用Excel 2016和IBM SPSS Statistics 20 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析；利用單因素方差分析（One-way ANOVA）和鄧肯法（Duncan）分析不同退化程度草甸土壤DOC含量等指標(biāo)的差異顯著性，差異顯著水平為Plt;0.05；采用Origin Pro 2021繪圖。圖表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同退化程度高寒草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)含量特征

如圖1（a）所示，高寒草甸土壤DOC（DOM的主要化學(xué)組成元素，表征DOM含量）隨草甸退化而逐漸降低。其中，LD、MD和HD土壤DOC含量相比于ND（486.73 mg·kg-1）分別顯著降低55.25%，68.34%，69.68%（Plt;0.05），但LD，MD和HD之間差異不顯著。

由圖1（b）可見，高寒草甸土壤DOC含量占總有機(jī)碳含量的比例介于0.09%～0.14%之間，LD，MD，HD土壤DOC平均分配比例相比于ND（0.14%）顯著降低33.67%，49.64%，36.23%（Plt;0.05），表明土壤DOC分配比例隨草甸退化程度加劇先減少后增加，MD的最小。3類退化草甸土壤DOC的分配比例也無(wú)顯著差異。

2.2" 不同退化程度高寒草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的紫外-可見光譜特征

由表2可知，高寒草甸土壤DOM的SUVA254值介于0.02～0.06之間。相比于ND （0.018），LD，MD和HD土壤DOM的SUVA254值分別顯著增加119.70%，215.89%，223.67%（Plt;0.05）。表明土壤可溶性芳香類化合物的芳香化程度因草甸退化而顯著增加。

高寒草甸土壤DOM的E2/E3值從ND到HD先增大后減小，在MD（34.63）中最大，但是3種退化草甸土壤E2/E3值都大于ND（32.333）（表2）；高寒草甸土壤DOM的E4/E6值介于1.118～1.149之間且因草甸退化而增加，在MD（1.149）中最大（表2）。表明土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的分子量和腐殖化程度都因草甸退化而降低，且隨草甸退化程度的加深先降低后升高。

2.3" 不同退化程度高寒草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的傅里葉紅外光譜特征

圖2反映出高寒草甸土壤DOM的化學(xué)組成物質(zhì)以醇酚類、炔烴類、芳香類、羧酸鹽類、多糖類為主。與ND相比，LD、MD和HD中出現(xiàn)了3類化合物的特征峰，分別是3741 cm-1的醇酚類、2325 cm-1的炔烴類、1537 cm-1的芳香類，但是623 cm-1的芳烴類消失。

為進(jìn)一步表達(dá)高寒草甸退化條件下土壤DOM化學(xué)組成的變化特征，采用特征峰的相對(duì)強(qiáng)度（某一特征峰面積占所有峰面積的百分比）表征。由表3可知，1033 cm-1和2325 cm-1處，峰的相對(duì)強(qiáng)度均表現(xiàn)為從ND到HD逐漸增加，且1033 cm-1處ND與HD間的差異顯著（Plt;0.05），2325 cm-1處HD顯著高于LD和MD（Plt;0.05），表明隨著草甸退化程度增加土壤DOM組分中多糖類和炔烴類含量逐漸增加。1 385 cm-1峰的相對(duì)強(qiáng)度變化不顯著，說(shuō)明草甸退化對(duì)土壤DOM組分中羧酸鹽含量的影響較小。1636 cm-1，1537 cm-1和623 cm-1處峰的相對(duì)強(qiáng)度之和，3741 cm-1和3401 cm-1處峰的相對(duì)強(qiáng)度之和，均呈從ND到HD逐漸降低的趨勢(shì)，表明隨著草甸退化程度增加，土壤DOM組分中芳香類和醇酚類含量逐漸減少，且ND與HD之間差異顯著（Plt;0.05）。

3" 討論

3.1" 高寒草甸退化對(duì)可溶性有機(jī)質(zhì)含量及分配比例的影響

土壤DOC含量與動(dòng)植物殘?bào)w輸入量、土壤質(zhì)地、根系分泌物及土壤腐殖質(zhì)等變化相關(guān)［21］。高寒草甸退化顯著降低了土壤DOC含量和占總有機(jī)碳的比例，與閻欣等［15］、Wu等［22］研究結(jié)果相似。這是因?yàn)椴莸橥嘶瘜?dǎo)致植被蓋度和生物量顯著降低，土壤容重顯著增加，土壤養(yǎng)分含量顯著減少［16］。退化后的草甸地上和地下生物量均顯著低于未退化草甸，降幅分別為22.56%～78.53%和45.40%～95.14%［16］地表裸露和對(duì)水分的截留能力下降，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的分解，降低了動(dòng)植物殘?bào)w的輸入量和腐殖質(zhì)的合成量［21］。同時(shí)，退化草甸土壤對(duì)水分的截留作用降低導(dǎo)致DOC的損失增加［23］。即使退化草甸有放牧牛羊等動(dòng)物糞尿排泄物輸入，也無(wú)法完全彌補(bǔ)因有機(jī)物輸入減少導(dǎo)致的DOC減少。此外，放牧導(dǎo)致大量?jī)?yōu)質(zhì)牧草被啃食殆盡，毒雜草逐漸成為優(yōu)勢(shì)植物，毒雜草的化感作用會(huì)抑制優(yōu)質(zhì)牧草生長(zhǎng)（例如，黃帚橐吾對(duì)早熟禾、華扁穗草和垂穗披堿草等植物的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用），也會(huì)導(dǎo)致植被生物量以及蓋度降低，進(jìn)而影響土壤DOC含量［24］。值得注意的是，當(dāng)草甸重度退化時(shí)，由于TOC大幅降低［16］，致使土壤DOC分配比例高于中度退化草甸，與輕度退化草甸接近，表明草甸重度退化條件下，增大了有機(jī)碳流失風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)土壤質(zhì)量有較大影響。

3.2" 高寒草甸退化對(duì)土壤可溶性有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的影響

在紫外-可見光譜中，由于明顯的特征峰很少且發(fā)色團(tuán)種類繁多，光譜難以區(qū)分，因此需要使用特征變量來(lái)表征土壤DOM的光譜特性［25］。高寒草甸退化導(dǎo)致土壤DOM的腐殖化程度和分子量減少，但在草甸不同退化階段，這種變化程度存在差異。當(dāng)草甸輕度和中度退化時(shí)，植被生物量降低［16］，減少了土壤中可溶性有機(jī)質(zhì)的來(lái)源，并且地表裸露程度增加，促進(jìn)了簡(jiǎn)單類DOM的分解，復(fù)雜類DOM的合成減少［8］，這使得土壤DOM的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，即腐殖化程度降低，平均分子量減少。這與傅里葉紅外光譜中1636 cm-1，1537 cm-1和623 cm-1處峰的相對(duì)強(qiáng)度之和從ND到HD逐漸降低所表現(xiàn)出的芳香結(jié)構(gòu)化合物含量是一致的。然而，在草甸重度退化條件下，植被蓋度和生物量顯著低于輕度和中度退化草甸，土壤容重增加［16］，水分截留能力下降，導(dǎo)致可溶性有機(jī)質(zhì)來(lái)源減少和水分運(yùn)移而流失，分解程度加劇，反而導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜的DOM相對(duì)積累，引起土壤DOM的腐殖化程度與平均分子量又相較于輕度和中度退化草甸略有增加。

草甸退化導(dǎo)致土壤DOM的芳香化程度增加，這可能是因?yàn)橥嘶莸榈闹脖簧w度［16］和土壤微生物活性較低［26］，致使輸入土壤的動(dòng)植物殘?bào)w和積累的腐殖物質(zhì)被分解，產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的DOM通過(guò)直接溶出或完全分解的途徑損失，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的芳香類物質(zhì)相對(duì)增加［27］，使得土壤DOM的芳香化程度增大，這一結(jié)果與賈漢忠的研究類似［2］。說(shuō)明研究區(qū)高寒草甸土壤DOM的高芳香化程度和高腐殖化程度、高分子量很可能不具有同步性，但是否適用于所有成土環(huán)境下的土壤DOM分子結(jié)構(gòu)特征仍待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.3" 高寒草甸退化對(duì)土壤可溶性有機(jī)質(zhì)化學(xué)組成的影響

在高寒草甸退化條件下，土壤可溶性有機(jī)質(zhì)組分呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單分子結(jié)構(gòu)、小分子量的多糖類、炔烴類物質(zhì)增加，而復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)、大分子量的芳香類物質(zhì)［28］減少，與張苗苗得到的荒漠性草地比高寒草甸的DOM縮合程度較低、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的結(jié)果相似［29］。究其原因與草甸退化下動(dòng)植物殘?bào)w分解，微生物數(shù)量與活性，以及地表覆蓋度的綜合作用有關(guān)。其一，按照微生物一般會(huì)優(yōu)先分解易于被自身吸收利用的多糖、氨基酸等小分子碳源［30］的規(guī)律，當(dāng)草甸退化后，土壤微生物數(shù)量降低［31］，微生物對(duì)多糖類小分子碳源分解利用的作用減弱，因此在傅里葉紅外光譜為1033 cm-1處峰（多糖類）的相對(duì)強(qiáng)度隨草甸退化而逐漸增加；其二，植物凋落物分解前期溶出的DOM以簡(jiǎn)單化合物為主，后期以復(fù)雜的芳香化合物為主［32］，而草甸退化降低了微生物的活性［26］，減弱了對(duì)凋落物的分解進(jìn)程，使得退化草甸植被凋落物的分解階段長(zhǎng)期處于前期階段（溶出的DOM以簡(jiǎn)單化合物為主），從而減少土壤中可溶性芳香類化合物，與紫外-可見光譜中的E4/E6的值增大所表達(dá)的規(guī)律符合；其三，因草甸退化后植被蓋度降低［16］，地表裸露面積增加，光輻射增強(qiáng)，土壤DOM組分中的復(fù)雜碳組分（如含苯環(huán)物質(zhì)的酮和醌）分解為小分子組分碳的較多［33］。這再次證實(shí)了高寒草甸退化通過(guò)改變可溶性有機(jī)碳的化學(xué)組成進(jìn)而降低土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的平均分子量與腐殖化程度。

4" 結(jié)論

高寒草甸退化顯著降低了土壤可溶性有機(jī)質(zhì)含量及其分配比例，以及可溶性芳香類、醇酚類物質(zhì)，而顯著增加了多糖類、炔烴類物質(zhì)，導(dǎo)致退化草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的平均分子量、腐殖化程度減小，而芳香化程度增大。在中度和重度退化草甸下土壤可溶性有機(jī)質(zhì)含量降低幅度最大，芳香化程度最高，穩(wěn)定性最低。因此，高寒草甸退化使土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和穩(wěn)定性降低，增加了土壤可溶性有機(jī)質(zhì)的損失，影響了高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定，增大了高寒草甸土壤質(zhì)量下降的風(fēng)險(xiǎn)。研究有助于揭示高海拔地區(qū)在全球變化背景下有機(jī)碳循環(huán)的區(qū)域效應(yīng)，以及退化高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中氮磷養(yǎng)分的調(diào)控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論參考。

參考文獻(xiàn)

［1］" 曹志磊，俞花美，葛成軍，等. 可溶性有機(jī)物對(duì)土霉素在土壤中吸附-解吸的影響［J］. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2018，39（4）：825-831

［2］" 賈漢忠，劉子雯，石亞芳，等. 不同植被恢復(fù)類型的沙地土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)演變特征［J］. 科學(xué)通報(bào)，2021，66（34）：4425-4436

［3］" MCTIERNAN K B，JARVIS S C，SCHOLEFIELD D，et al. Dissolved organic carbon losses from grazed grasslands under different management regimes［J］. Water Research，2001，35（10）：2565-2569

［4］" WHITE R P，MURRAY S，ROHWEDER M，et al. Pilot analysis of global ecosystems：Grassland ecosystems［J］. World Resources Institute，2000，4（6）：275

［5］" FANG H J，CHENG S L，YU G R，et al. Experimental nitrogen deposition alters the quantity and quality of soil dissolved organic carbon in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau［J］. Applied Soil Ecology，2014，81：1-11

［6］" JONES D L，SIMFUKWE P，HILL P W，et al. Evaluation of dissolved organic carbon as a soil quality indicator in national monitoring schemes［J］. PLos One， 2014，9（3）：e90882

［7］" 謝理，楊浩，渠曉霞，等. 滇池典型陸生和水生植物溶解性有機(jī)質(zhì)組分的光譜分析［J］. 環(huán)境科學(xué)研究，2013，26（1）：72-79

［8］" 常漢達(dá)，王晶，張鳳華. 基于傅里葉紅外光譜棄耕地開墾前后土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)變化分析［J］. 土壤通報(bào)，2019，50（2）：333-340

［9］" 劉翥，楊玉盛，司友濤，等. 植被恢復(fù)對(duì)侵蝕紅壤可溶性有機(jī)質(zhì)含量及光譜學(xué)特征的影響［J］. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，38（11）：1174-1183

［10］王姝，秦紀(jì)洪，謝冰心，等. 川西高寒土壤DOM熒光特征研究［J］. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，38（3）：280-289，298

［11］張苗苗，陳偉，趙軍，等. 利用方式對(duì)青海省高寒草甸土壤可溶性有機(jī)質(zhì)光譜學(xué)特性的影響［J］. 草地學(xué)報(bào)，2019，27（1）：71-79

［12］HU G Y，DONG Z B，WEI Z H，et al. Spatial and temporal change of desertification land of Zoige Basin in recent 30 years and its cause analysis［J］. Advance in Earth Sciences，2009，24（8）：908-916

［13］唐希穎，武紅，董金瑋，等. 沙化和退化狀態(tài)對(duì)甘南草地生態(tài)系統(tǒng)固碳的影響［J］. 生態(tài)學(xué)雜志，2022，41（2）：278-286

［14］魏晶晶，秦瑞敏，張中華，等. 不同退化程度高寒草地植物群落與土壤性質(zhì)變化及相關(guān)性分析［J］. 草地學(xué)報(bào)，2022，30（11）：3035-3045

［15］閻欣，劉任濤，安慧. 土壤易氧化有機(jī)碳與溶解性有機(jī)碳對(duì)荒漠草地沙漠化過(guò)程中土壤碳庫(kù)變異的表征［J］. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2018，27（11）：15-25

［16］錢虹宇，蒲玉琳，郎山鑫，等. 土壤有機(jī)磷礦化特征對(duì)高寒草甸退化及溫度的響應(yīng)［J］. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2023，32（10）：15-27

［17］魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2000：107-108

［18］肖好燕，劉寶，余再鵬，等. 亞熱帶典型林分對(duì)表層和深層土壤可溶性有機(jī)碳、氮的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，27（4）：1031-1038

［19］LIU S S，ZHU Y R，LIU L Z，et al. Cation-induced coagulation of aquatic plant-derived dissolved organic matter：Investigation by EEM-PARAFAC and FT-IR spectroscopy［J］. Environmental Pollution，2018，234：726-734

［20］占新華，周立祥，沈其榮，等. 污泥堆肥過(guò)程中水溶性有機(jī)物光譜學(xué)變化特征［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，21（4）：470-474

［21］賈培龍. 遼東櫟枯落物分解過(guò)程中有機(jī)碳官能團(tuán)與有機(jī)碳組分變化研究［D］. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2020：6-60

［22］WU J Q，MA W W，LI G，et al. Vegetation degradation along water gradient leads to soil active organic carbon in loss in Gahai wetland［J］. Ecological Engineering，2020，145：105666

［23］郭碧花，張雪梅，劉金平，等. 坡度對(duì)高寒草甸公路護(hù)坡土壤形狀及沙化表現(xiàn)得影響［J］. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2022，31（11）：15-24

［24］王明理. 高寒草場(chǎng)優(yōu)勢(shì)毒雜草黃帚橐吾對(duì)牧草化感作用的研究［D］. 蘭州：西北師范大學(xué)，2006：35-41

［25］常單娜，曹衛(wèi)東，白金順，等. 綠肥對(duì)華北潮土土壤可溶性有機(jī)物的影響［J］. 光譜學(xué)與光譜分析，2017，37（1）：221-226

［26］WANG D，ZHOU H，ZUO J，et al. Responses of soil microbial metabolic activity and community structure to different degraded and restored grassland gradients of the Tibetan Plateau［J］. Frontiers in Plant Science，2022，13：770315

［27］JAFARIAN Z，KAVIAN A. Effects of land-use change on soil organic carbon and nitrogen［J］. Communications in Soil Science and Plant Analysis，2013，44：339-346

［28］HSIAO-TIEN H，COREY R L，MATTHEW J W A M，et al. Investigation of soil organic carbon composition across a subalpine catchment［J］. Soil Systems，2018，2（6）：1-23

［29］張苗苗. 青海省主要草地土壤理化性質(zhì)和可溶性有機(jī)質(zhì)光譜特性及其對(duì)利用方式的響應(yīng)［D］. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019：54-75

［30］陳鮮妮，來(lái)航線，田霄鴻，等. 接種微生物條件下牛糞+麥秸堆腐過(guò)程有機(jī)組分的動(dòng)態(tài)變化［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（11）：2417-2421

［31］HE C F，ZHU H J，KONG X Q. Environmental effects of returning rice and wheat straw to fields［J］. Agricultural Science amp; Technology，2017，18（9）：1710-1715

［32］劉書路，張浩，田文鳳，等. 不同土壤水分條件下香樟凋落葉覆蓋對(duì)土壤碳氮循環(huán)的影響［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，30（1）：85-94

［33］OLEFELDT D，TURETSKY M R，BLODAU C. Altered composition and microbial versus UV-mediated degradation of dissolved organic matter in boreal soils following wildfire［J］. Ecosystems，2013，16：1396-1412

（責(zé)任編輯" 劉婷婷）