不同土地利用方式下土壤有机质分子组成变化的整合分析

利用生物标志物研究土壤有机质(SOM)分子组成可用于分析有机质的来源及降解,从分子层面揭示土壤有机碳(SOC)的稳定机制.为了进一步明确不同土地利用方式对土壤有机质分子组成的影响,通过对已发表的研究数据进行整合分析,研究了全球尺度上农田、草地和森林这3种土地利用方式下有机质分子组成(游离脂质、角质、木栓质和木质素)的变化.结果表明,不同土地利用方式下有机质分子组成有明显差异,森林土壤游离态脂类(烷烃、烷酸、烷醇和环脂)、角质和木质素酚含量显著高于草地和农田,草地和森林土壤的木栓质含量无显著差异,草地木栓质与角质的比值最高,平均为2.96,农田和森林平均分别为1.68和2.21.农田土壤的丁香基的酸醛比(Ad/Al)S和香草基的酸醛比(Ad/Al)V最大,分别为1.25和1.58,显著高于草地(0.46和0.69)和森林(0.78和0.7).且相关性分析结果表明,农田土壤中,木栓质与年均降雨量(MAP)和黏粒呈显著相关,角质与黏粒呈显著相关,木质素与年均温度(MAT)、MAP、砂粒和容重呈显著相关;草地土壤中,总游离脂质与MAP和容重呈显著相关,木栓质和角质均与MAT和MAP呈显著相关,木质素与MAP、pH、砂粒和容重呈显著相关;森林土壤中,仅木质素与MAP和砂粒呈显著相关.总体而言,3种土地利用方式下,森林土壤中有机碳和各分子组分含量均较高,草地土壤中植物根系对于土壤有机质的贡献更大,农田土壤中,由于人为耕作活动而加速了木质素的降解.未来研究应进一步关注土壤理化性质和气候条件对于有机质分子组成的调控.