海南北部滨海区不同土地利用模式下土壤DOM粒径分布与光谱特性

为研究海南热带滨海区不同土地利用模式对土壤溶解态有机质(DOM)含量组成及其分子粒径依赖性的影响,分别采集琼北滨海地区四种代表性土地利用模式下(水稻田、菜园、果园和橡胶园)土壤为研究材料,通过超滤技术对土壤水提液进行分级(所选滤膜孔径大小分别为0.7、0.45、0.2、0.1μm和100、10、1 kDa),并对样品中...     

不同粒径土壤的光谱特征差异分析

通过野外采集土样,研磨后获取不同粒径(2、1、0.5、0.25、0.15和0.05 mm)土壤,在暗室内进行光谱测定。分别采用光谱数据微分变换和连续统去除的方法,研究不同粒径土壤的光谱特征差异,探索不同粒径处理对土壤光谱特征的影响。结果表明:不同粒径土壤的平均光谱反射率在全波段、可见光、红外波段都随土壤粒径的减小而增加;土壤光谱反射率与土壤粒径呈负相关关系。微分变换放大了某些在原始光谱数据中比较隐晦的信息。可见光、全波段平均反射率均在土壤粒径0.25 nm时,呈现出更明显的增长趋势,而红外波段则在土壤粒径0.15 mm时,增长趋势更为明显;土壤光谱在450和490 nm处的吸收峰值随土壤粒径的减小呈多项式分布;土壤全波段光谱反射率随着粒径的减小呈幂函数增长。     

畜禽粪便堆肥溶解态有机质三维荧光光谱特征及Cu络合

畜禽粪便中溶解态有机质（DOM）易与Cu发生络合,从而促进其向土壤溶液和地表水体中迁移。该文对比分析堆肥前后猪粪和牛粪DOM三维荧光光谱特征变化,并通过荧光猝灭滴定法研究了堆肥对猪粪和牛粪中DOM与Cu络合的影响。研究发现,未经堆腐的猪粪和牛粪DOM中均存在较强的类蛋白荧光峰,包括类酪氨酸峰和类色氨酸峰;除了类蛋白峰,牛粪DOM中还出现了类腐殖质荧光峰。经过堆肥后,猪粪DOM中类酪氨酸峰和类色氨酸峰强度显著减弱,并在可见光激发区域出现类腐殖质峰;与猪粪堆肥类似,牛粪堆肥后类酪氨酸峰和类色氨酸峰也隐没不现,在紫外激发区域出现类腐殖质峰,同时可见光激发区的类腐殖质峰荧光强度减弱,位置发生红移。荧光猝灭试验结果显示,猪粪和牛粪堆肥后与Cu络合容量显著降低。因此,堆肥后改变了畜禽粪便DOM组成,生成大量胡敏酸和富里酸物质,从而降低畜禽粪便中DOM-Cu络合物的迁移性和生物可利用性。     

白洋淀沉积物中溶解有机质荧光特性及其与铜的相互作用

在实验条件下通过三维荧光光谱、荧光猝灭滴定和质子核磁共振（1HNMR）,分析了白洋淀污染水体沉积物中溶解有机质（DOM）与Cu（Ⅱ）的相互作用。结果表明：DOM的结构以碳水化合物及多糖为主且具有明显的类蛋白（峰B）和类富里酸（峰A和峰C）荧光峰,类蛋白的荧光强度较强于可见类富里酸;3类荧光基团荧光强度由于Cu（Ⅱ）猝灭,呈明显不同程度的降低;并且DOM与Cu（Ⅱ）络合常数及1HNMR分析表明DOM中荧光基因与Cu（Ⅱ）络合或螯合能力较大,配位的配位基较多。     

基于高光谱特征指数的土壤有机质含量建模

以江苏中部的水稻土和潮土为研究对象,采集178个表层土壤(0～20 cm)样品,并测定了土壤有机质含量(Soil Organic Matter,SOM).运用ASD FieldSpec 3光谱仪测量了土壤的高光谱曲线,首先对原始光谱进行倒数对数和去包络线变换,分析了不同SOM含量梯度和土壤类型的高光谱特征.其次,基于原...     

生物质炭和有机肥配施对水稻土溶解性有机质光谱学特征的影响

为探究生物质炭对水稻土壤溶解性有机质（DOM）的影响及其与有机肥配施的协同效应,通过5年连续定位试验,探讨了生物质炭施用5年后不同施肥处理：对照(CK)、生物质炭 (BC)、化肥(F)、生物质炭+化肥(F+BC)、化肥+有机肥（25%氮替代, MF）和化肥+生物质炭+有机肥（25%氮替代, MF+BC）对水稻产量和土壤pH、全氮、有效磷、速效钾、有机碳、易氧化有机碳（ROC）及溶解性有机碳的影响。采用紫外-可见光谱、荧光光谱结合平行因子分析方法对土壤中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征,分析了DOM的紫外光吸收系数和紫外光斜率系数以及荧光指数、腐殖化指数、生物指数和富里酸、色氨酸、胡敏酸相对含量。结果表明：施用生物质炭和有机肥均能有效提高水稻产量,缓解土壤酸化,并且MF+BC处理水稻产量和土壤有效磷含量最高。水稻产量与DOM生物可利用性、芳香化程度、腐殖化程度、色氨酸组分含量和亲水性呈显著正相关(P＜0.05)。提高DOM生物可利用性和腐殖化程度均表现为有机肥大于生物质炭。生物质炭显著增加DOM富里酸和色氨酸组分含量,并且促进了水稻土中ROC向难氧化有机碳转化;而有机肥有效增加DOM富里酸、色氨酸、胡敏酸和ROC含量。生物质炭和有机肥协同配施对提升水稻产量及增加ROC、DOM富里酸和色氨酸含量、芳香化程度、腐殖化程度和生物可利用性方面具有交互作用。综上所述,在本研究条件下生物质炭配施有机肥在水稻增产和水稻土有机碳及DOM组分功能多样性提升方面具有长期效应。     

澧阳平原古水稻土有机质红外光谱特征

澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象,采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定,分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明,古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物,有机质对古水稻土官能团影响很大,其中,古水稻土中波数1 882 cm-1(烯烃碳)在去有机质后吸收峰弱化;古水稻土中波数为1 631~470 cm-1段,逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加,卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知,古水稻土与现代耕作水稻土相差不大,在去有机质后,波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。     

土壤有机质光谱响应特性研究

土壤有机质光谱响应特性研究是光学遥感定量化的基础性研究.研究利用VF991地物光谱测量仪对八个不同环境条件下形成的土壤样本剖面上的各个土层进行光谱测量,得到各个土层的反射率光谱曲线,并测出各个土层的有机质含量.通过研究土壤的有机质含量与土壤反射光谱间的相关性分析,发现有机质含量与土壤光谱在紫外区的376.795nm波段、可见光区的616.506nm波段和近红外区的724.0975nm波段附近有较好的负相关性     

洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤溶解性有机质光谱特征研究

为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）总量、组分与来源特征,强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识,采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术,研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤DOM的光谱特征。结果表明,不同植被覆盖土壤DOM含量表现为芦苇滩＞湖草滩＞杨树林＞柳树林,其中芦苇滩土壤0~40 cm溶解性有机碳含量可达193.2 mg·kg–1。DOM光谱指数A250/A365、SUVA254、SUVA260和SR值分别介于3.7~4.5、1.3~1.8、0.86~1.8和3.6~4.9,湖草滩土壤DOM分子量、芳香性和疏水性显著高于其他土壤,在垂直结构上,20~40 cm土层DOM分子量、芳香性和疏水性相对较低。通过EEM-PARAFAC解析出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸、海洋源类腐殖酸、类黄腐酸和类蛋白。各土层腐殖酸类物质含量均占主导,占比达到55.1%~70.1%,20~40 cm土层中蛋白类物质含量部分有所上升,特别是芦苇滩土壤。各植被下土壤FI、BIX和HIX指数分别介于1.3~1.5、0.47~0.72和1.7~7.4,表现出陆源主导形成,自生源特性弱,腐殖化程度较高,分子量与结构相对复杂,不同植被覆盖下土壤DOM性质差异显著。综上,研究结果揭示了洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤DOM总量与光谱特征差异,为理解河湖交汇区DOM环境行为、强化关键区域碳封存效率及其生境保护提供了科学依据。     

去除氧化铁对古水稻土剖面有机质官能团红外光谱特征的影响

   为了明确埋藏古水稻土与现代水稻土有机质官能团红外光谱特征及其变化规律,揭示氧化铁对不同环境条件、不同埋深有机质官能团光谱响应的影响。   采用傅里叶红外光谱测定杉龙岗埋藏古水稻土与现代耕作水稻土原土、去除有机质土、去除氧化铁土的有机质官能团的光谱特征,对比分析土壤有机质官能团的差异及剖面分布特征。   三种处理方式下有机质官能团红外光谱变化特征在同一土壤剖面的红外光谱曲线形态、特征吸收峰和吸收强度基本一致,尤其是与有机质官能团有关的几个典型吸收峰：2925 cm⁻¹（脂族峰）,2854 cm⁻¹（脂族峰）,1634 cm⁻¹（芳香峰）,1401 cm⁻¹（脂族峰）。而去除有机质的差谱图在同一土壤剖面表现为：有机质官能团吸收强度均朝着强度更强的趋势变化,且去除氧化铁的差谱图中有机质官能团吸收强度变化更大。   有机质官能团与含铁矿物之间存在密切联系,去除氧化铁更有利于观察有机质官能团红外光谱特征的变化,且这种变化在埋藏古水稻土中尤为明显,埋藏古水稻土有机质官能团结构稳定性表现为1634 cm⁻¹（芳香峰） > 1401 cm⁻¹（脂族峰） > 2925 cm⁻¹（脂族峰） > 2854 cm⁻¹（脂族峰）。剖面变化特征表现为随土层加深芳香碳增加而脂族碳减少。