【摘要】 在每个反应步骤之间，在引入下一个 DOM 溶液之前，让土壤风干 (“干湿”处理)，或保持在恒定湿度下 (“持续湿润”处理)。

关键区碳的运输和反应性主要受溶解有机物 (DOM) 与地下土壤反应的控制，包括吸附、转化和交换。这些反应依赖于不饱和区常见的频繁干湿循环，尤其是在半干旱地区。为了测试干湿循环对 DOM 相互作用和底土稳定性的影响，从 Catalina-Jemez 关键区观测站的 Entisol 和 Alfisol 的地下 (Bw) 层采集样品，并按顺序 (四批步骤) 与从相应土壤枯枝落叶层中提取的 DOM 发生反应。

 

在每个反应步骤之间，在引入下一个 DOM 溶液之前，让土壤风干 (“干湿”处理)，或保持在恒定湿度下 (“持续湿润”处理)。微生物降解是 Entisol 底土溶液中 DOM 流失的主要机制，其初始有机碳含量较高，而吸附保留在 C 含量较低的 Alfisol 底土中占主导地位。对于给定的土壤，不同处理条件下溶液中溶解的有机碳损失相似。

 

然而，傅里叶变换红外 (FTIR) 和近边缘 X 射线吸收精细结构 (NEXAFS) 光谱分析表明，干湿处理增强了羧基官能团与土壤颗粒表面之间的相互作用。扫描透射 X 射线显微镜 (STXM) 数据表明，Ca2C 的阳离子桥接是羧基与土壤表面结合的主要机制。STXM 数据还表明，与从先前发表的有关 DOM 与标本矿物相反应时分馏的观察结果中推断出的相比，土壤有机矿物表面吸附 OM 的空间分馏有所减少。

 

这项研究为干湿循环影响 DOM 对复杂土壤基质的吸附反应的作用提供了直接证据。 在土壤环境中，不同地点和不同土壤剖面上干湿循环发生的频率不同，DOM 和土壤表面之间会存在不同的相互作用，在全面评估碳动力学时需要考虑这些相互作用。

图 1. 干燥的 DOM 溶液与 JRB 土壤在步骤 1 至 4 中发生反应的透射 FTIR 光谱，包括连续湿润（a）和干湿循环（b）以及未反应的 JRB DOM 溶液（底部黑线）[1]。

 

在土壤环境中，干湿循环在不同地点和土壤剖面上发生的频率各不相同，DOM 与土壤表面之间的相互作用也不同。干湿效应可以部分解释以下观察结果：碳水化合物在土壤干燥程度较低的底土层中占主导地位，而芳香族和羧酸化合物在干湿循环更频繁的表土中更为普遍。研究结果表明，在研究 DOM 与土壤表面之间的相互作用时，需要考虑干湿循环的影响。

 

[1]Olshansky Y, Root R A, Chorover J. Wet–dry cycles impact DOM retention in subsurface soils[J]. Biogeosciences, 2018, 15(3): 821-832.

 

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