水分梯度下若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质光谱特征

王姝，秦纪洪，谢冰心，刘琛，陈玉雯，唐翔宇，孙辉*

1.四川大学环境科学与工程系/四川省土壤环境保护工程技术中心，四川 成都 610065；2.成都大学环境工程系，四川 成都 610106；3.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，四川 成都 610041

可溶性有机质（Dissolved organic matter，DOM）主要是指能通过0.45 μm滤膜且含有多种官能团的水溶性有机混合体（包含有机酸、碳水化合物、腐殖质、氨基糖、多酚等）（Kalbitz et al.，2003）。土壤DOM主要来源于新近凋落物、腐殖质、根系、降雨、土壤微生物等分解、转化、淋溶、释放或分泌等过程（Kaiser et al.，2012）。尽管DOM只占土壤有机质库极小部分（＜5%），因其无处不在且活性高的特点，成为土壤有机质库中最为活跃的组分，参与土壤物质吸附-解吸、腐殖化和矿质化、微生物新陈代谢等一系列生物和生物化学过程（Cleveland et al.，2007），从调节土壤结构与功能到土壤碳氮生物地化循环过程，DOM 作为参与者或媒介都起到重要作用（Solomon et al.，2015）。有色溶解性有机物（Chromophoric dissolved organic matter，CDOM）是溶解性有机质（DOM）的重要组分，可利用紫外-可见光光谱或三维荧光光谱法进行特征分析，可用于揭示DOM组分、来源及动态过程。

以若尔盖为中心的青藏高原东缘高寒泥炭地，是中国乃至世界重要的高寒土壤碳库。近年来随着全球变化及其产生的次生环境效应，导致高寒泥炭湿地从干旱化到群落演替到沙漠化一系列生态环境变化，从而引起土壤有机碳活性及动态、土壤微生物活性及群落结构、土壤酶活性、土壤有机碳源汇转换等一系列变化（Kaiser et al.，2012；Cleveland et al.，2007；Evans et al.，2002）。目前温度变化格局和幅度尚未引起高寒土壤温度根本性的改变，但诸多研究已经证实，沼泽湿地破碎化、湿地干旱化、湿地退化、草甸沙化等已引起土壤水分退化（Evans et al.，2002；Freeman et al.，2001）。因此，水分状况对高寒泥炭地土壤有机碳的影响可能高于温度。

在积水或季节性积水状态下泥炭地有机物生产和贮存远大于分解（牟春华等，1992），泥炭地浅表层的有机物质在厌氧还原状态下转化形成大量的不稳定有机碳，使得泥炭地不但总碳含量极高，而且DOM含量也远高于一般土壤。土壤DOM因淋溶、壤中流和地表径流等进入水体，也成为陆地生态系统向水生（海洋）生态系统之间碳转移的物质基础，从而将陆地与水体生态系统联系起来（Roulet et al.，2006；Evans et al.，2002）。很多研究显示在过去几十年北半球的河流和湖泊水体中DOM浓度明显升高（Roulet et al.，2006），泥炭地和湿地等高寒土壤 DOM 输出升高尤为明显（Drewnik et al.，2018；Worrall et al.，2003）。位于青藏高原腹地的长江黄河源区具有以特殊高寒环境为生境的多种典型高寒生态系统，对全球气候变化敏感可能直接导致区域土壤性质发生剧烈改变，形成巨大的水分和土壤碳循环变化效应（Jorgenson et al.，2001）。地表水体中DOM升高影响到水体的环境、水文、水生群落和生态系统结构与功能（Monteith et al.，2007；Roulet et al.，2006）。若尔盖湿地作为中国乃至全球重要的高海拔泥炭湿地，不但是重要的土壤碳库，而且也是重要的河流源区，其对黄河黑河白河等支流对黄河补水量超过黄河流量30%。但是若尔盖泥炭湿地近几十年来正面临着持续干旱化的影响，为了解干旱化对若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质含量及结构特征的影响，本文以高寒泥炭地不同水分梯度生境表层土壤溶解性有机质为对象，通过研究干旱化背景下泥炭地土壤DOM形态和动态的变化，为研究若尔盖泥炭地土壤对干旱化的影响响应和对水体DOM的输出响应提供理论依据。

1 研究区域和研究方法

1.1 研究区域概况

研究区域位于川西高原的四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县境内（102°08′—103°39′E，32°56′—34°19′N），若尔盖泥炭地海拔 3400—3550 m，年均温约1.0 ℃，年均降水量约650 mm，雨季集中于5月下旬至7月下旬。为季节性冻融土壤，每年9月中下旬土壤开始冻结，次年5月中旬基本解冻，冻土厚度可深至70 cm。若尔盖泥炭地分布季节性冻土，是中国青藏高原大型泥炭沼泽地之一，湿地面积广大，为长江、黄河等重要集水区域，形成特殊的小型泥炭丘沼泽地形。泥炭湿地面积广阔，地势平坦，土壤水分异质性极强，对多样性影响显著。植被属于青藏高原的非地带性植被，群落以莎草科和禾本科高寒湿生植物为主，结构稳定性较好，但系统自我恢复能力较弱。以高山草甸和高寒沼泽草甸植被类型为主，优势种包括木里苔草（Carex muliensisHand.-Mazz.）、毛果苔草（Carex miyabeivar.maopengensisS.W.Su）、无脉苔草（Carex enervisC.A.Mey.）、藏嵩草（Kobresia tibeticaMaxim）和双柱头藨草（Scirpus distigmaticus(Kukenth.) Tang et Wang）等，因此若尔盖也是青藏高原重要的优质高寒牧场。

1.2 样品采集与预处理

本研究选取四川阿坝藏族羌族自治州若尔盖宽谷泥炭湿地—漫岗毗邻区域，沿着水分环境由常年淹水—湿润—干旱湿地—不同高度漫岗草甸的水分梯度进行样地布置。样地分别选取淹水湿地（WT，泥炭湿地常年积水区域）、泥炭丘（PH，泥炭湿地常年露出水面但是水分比较稳定的丘状突起）、干旱化湿地（DG，湿地干旱化后形成的高寒草甸，位于湿地边缘稍高区域）、漫岗坡脚草甸（MTD，漫岗坡底部高寒草甸）、坡中草甸（MTM，漫岗坡中部高寒草甸）和坡顶草甸（MTH，漫岗坡顶部高寒草甸）共6种水分梯度生境。每种水分梯度生境分别沿等高线设置长20 m样带，每个水分梯度的采样带设置3个重复，在每个重复样带上每隔1 m均匀布点采样，将每个采样点土样等量混合，采样时先除去草毡层，每个采样点进行土壤表层（0—10 cm）采样，示意图如图1所示。将土样置于保鲜盒带回实验室，除去土壤里面的砂石、根系、植物残体等，研磨并过100目筛，将过筛后的土壤混合均匀。

1.3 样品分析方法

本研究采用Jones et al.（2006）方法提取土壤DOM。用水浸提法提取土壤DOM溶液，DOM提取液收集于特氟龙采样瓶中。采样瓶使用前先用肥皂水清洗一遍，再用超纯水清洗 6遍，置于烘箱60 ℃烘干待用。将提取液在 4 ℃的冷藏室中避光保存，在提取完毕后，立即将样品进行实验室分析。称取新鲜土样10 g，放入离心管中，按土水比1∶5（土样质量∶溶液体积，m/V）加入0.5 M的K2SO4溶液，充分摇匀分散后连续振荡1 h（200 r·min-1）；8000×g离心10 min，倒出上清液采用0.45 μm针筒微孔滤膜（PVDF，Millipore，USA）过滤，再用0.20 μm针筒微孔滤膜过滤。过滤后短期冷藏保存（4 ℃，避光），样品提取完毕后立即进行溶液中DOM三维荧光和DOC测定。

图1 若尔盖高寒泥炭地水分梯度下的土壤采样点布置示意图Fig.1 Layout of soil sampling points in Zoige alpine peatland along a soil moisture gradient

所有土壤样品CDOM三维荧光光谱及紫外-可见光谱采用荧光光谱仪（Aqualog，Horiba公司）进行测定。测定条件为：150 W氙灯为激发光源，PMT电压设为700 V，配以1 cm石英比色皿；扫描光谱进行仪器自动校正；扫描波长范围为激发波长（Excitation wavelength，Ex）为 240—550 nm，发射波长（Emission wavelength，Em）为214—619 nm；间隔和狭缝宽度分别为3.0 nm和2.5 nm。采用Millipore超纯水作空白，系统自动校正拉曼散射和瑞利散射，荧光强度大小以单位 R.U.（Roman Unit）标注。土壤样品总氮（TN）和总有机碳（TOC）采用Elementar元素分析仪（Vario MACRO cube）测定；溶解性有机碳（DOC）和溶解性有机氮（DON）采用总有机碳总氮分析仪（Milti N/C 2100S，德国Jena）测定；溶解性磷（DP）采用ICP-MS分析测定，采用Millipore超纯水作空白。

1.4 数据处理

土壤DOM荧光参数：对于土壤DOM紫外-可见吸收光谱荧光光谱特征参数，一般采用非线性回归方法计算的荧光吸收系数a(λ)以355 nm处吸收系数a(355) (m-1)表示土壤有色有色溶解性有机质（CDOM）相对浓度，光谱斜率比值SR，SUVA254和SUVA260；对于土壤DOM三维荧光光谱特征参数一般采用荧光强度 Fn(355)表示土壤荧光溶解性有机质（FDOM）的相对浓度，荧光指数（Fluorescence index，FI）、腐殖化指数（Humification index，HIX）、自生源指标（Index of recent autochthonous contribution，BIX）、新鲜度指数（β∶α）（刘堰杨等，2018），相关光谱特征参数的计算方法及公式参数见表1。

三维荧光平行因子分析（EEM-PARAFAC）：采用Matlab 2014a调用DomFluor工具箱，将所有土壤DOM荧光矩阵组合，构成一个新的三维矩阵组，进行平行因子处理。整个分析过程包括数据处理（扣除空白、去除瑞利和拉曼散射）、去除异常值并利用核一致性结果及激发、发射光谱的误差平方和曲线，初步确定组分数范围，确定组分数并进行裂半分析与有效性检验。

荧光区域积分（Fluorescence Regional Integration，FRI）：土壤DOM三维荧光光谱特征一般将激发波长、发射波长所形成的二维荧光区域划分为5个特征峰区域（Chen et al.，2003），代表5种不同类型的有机物，分别是Peak I（芳香蛋白类物质）、Peak II（芳香蛋白类物质）、Peak III（富里酸类物质）、Peak IV（微生物代谢的水溶性产物），以及Peak V（腐殖酸类物质）。这5个荧光谱峰的激发波长、发射波长范围见表 2，利用 Origin 9.0软件积分计算对荧光峰区域进行三维积分，计算土壤DOM特定荧光区域体积（φi）和土壤DOM不同荧光峰三维积分百分含量（Pi），公式如下：

表1 光谱特征参数基本信息Table 1 Basic information of spectral characteristic parameters

其中，

式中，φT为土壤DOM积分区域总体积，φi为土壤 DOM 特定荧光区域体积，单位为AU-nm2-[mg/L·C]-1；Pi为土壤 DOM 不同荧光峰三维积分百分含量；I(λExλEm)为Ex和Em为特定荧光谱峰激发波长范围和发射波长范围（表 2），计算土壤DOM荧光特征组分的光谱强度。计算出特定区域积分体积，即具有相似性质有机物的累积荧光强度，从而反映了这一区域的特定结构有机物的相对含量。

2 结果与分析

2.1 若尔盖泥炭地土壤碳氮磷特征

若尔盖高寒地区泥炭地土壤在不同水分状况下碳氮磷含量如表3所示。其中，6种类型土壤的pH值介于5.41—6.19之间，淹水湿地（WT）和湿地间泥炭丘（PH）土壤酸性最强，干旱化湿地（DG）居中，漫岗坡脚草甸（MTD）和坡中草甸（MTM）的酸性最弱；高寒泥炭地土壤均呈现弱酸性，且pH值随着水分减小而呈现出升高趋势。淹水湿地（WT）和湿地间泥炭丘（PH）的TOC和TN浓度也显著高于其他土壤（P＜0.05）。淹水湿地（WT）的DOC、DON含量最高，其中DON是其他类型土壤的2—5倍；湿地间泥炭地（PH）的DP含量最高；干旱化湿地（DG）的DOC含量也处于较高水平，TOC、TN、DON和 DP都处于中间水平。漫岗草甸的TOC和TN、DON浓度都低于其他3种土壤，其中漫岗坡脚草甸（MTD）的DP浓度最低，坡顶草甸（MTH）的DOC、DON、TOC和TN浓度是几种土壤中最低的。可以看出土壤样品水溶性氮（DON）、水溶性磷（DP）、总氮（TN）和水溶性有机碳（DOC）均随着干旱化程度加深呈现出递减的趋势。从淹水湿地（WT）到漫岗坡顶草甸（MTH），泥炭地水分逐渐减少，随着土壤干旱化程度的加深，若尔盖泥炭地土壤总有机碳含量显著降低，降低程度为55.36%；水溶性有机碳含量显著降低，降低程度为28.77%。

表2 水溶性有机质（DOM）三维荧光光谱中5个常见荧光峰区域特征Table 2 Characteristics of five common fluorescent peak regions in three-dimensional fluorescence spectra of dissolved organic matter (DOM)

表3 若尔盖高寒泥炭地土壤的化学特征Table 3 Chemical properties of the Zoige alpine peatland soils

2.2 若尔盖泥炭地土壤DOM荧光参数

2.2.1 泥炭地土壤DOM吸收光谱特征的变化特征

在不同水分状况下高寒泥炭地土壤DOM紫外-可见吸收光谱特征参数变化见表 4。一般认为吸收系数a(355)表示着土壤 CDOM 的相对浓度（Weishaar et al.，2003），6种类型土壤的a(355)值介于25.06—38.14之间，干旱化湿地（DG）最高，漫岗草甸中部（MTM）最低。可以看出土壤CDOM吸收系数a(355)随着水分的变化而变化，与泥炭地DOC含量在水分状况梯度下的变化趋势相似，这表明高寒泥炭地土壤DOM显色组分的相对含量可能随着水分含量的变化有所差异。

表4 若尔盖高寒泥炭地土壤DOM吸收光谱特征参数Table 4 Selected absorbance spectral characteristic parameters of soil DOM in Zoige alpine peatland

光谱斜率比值SR反映土壤CDOM来源组成和结构变化，SR值与DOM分子量成反比（Xiao et al.，2013）。由表4可以看出不同采样点的SR值随着土壤水分的变化而变化，湿地土壤的SR值随着水分的增多而减小，从干旱化湿地（DG）到淹水湿地（WT）光谱斜率比值从4.84减小到3.92；而漫岗草甸的光谱斜率比值则随着土壤水分含量的减少而减小，从漫岗坡脚到坡顶其SR值从4.91降低到3.88。

SUVA254反映CDOM芳香性程度，SUVA260用来表征CDOM中疏水性有机质组分含量（Jaffrain et al.，2007；Weishaar et al.，2003）。SUVA254越高，说明有机质的芳香性程度越高，腐殖化程度也越高；SUVA260与 DOM 中疏水性有机组分含量成正比。在不同水分状况下，土壤芳香性程度和疏水性能不同，泥炭丘（PH）芳香性程度和疏水性最低，相对来看干旱化湿地（DG）芳香性程度和疏水性相对较高；漫岗草甸土壤则是坡顶草甸（MTH）芳香性程度和疏水性最高，坡中草甸（MTM）和坡脚草甸（MTD）相差不大。

2.2.2 泥炭地土壤DOM荧光特征参数

在不同水分状况下若尔盖高寒泥炭地土壤DOM荧光特征参数见表5。一般认为Ex=355 nm、Em=450 nm处的荧光强度Fn(355)可以表示FDOM的相对浓度，本研究中土壤 Fn(355)随着水分的变化而变化，与泥炭地 CDOM 的相对浓度在水分状况下的变化趋势相似。

表5 若尔盖高寒泥炭地土壤DOM荧光特征参数Table 5 Selected fluorescence characteristic parameters of soil DOM in Zoige alpine peatland

荧光指数（Fluorescence index，FI）反映了芳香与非芳香氨基酸对 DOM 荧光强度的相对贡献率，作为衡量 DOM 来源及降解程度的指标（Mladenov et al.，2007）。FI小于1.4时DOM被认为主要为外源输入（有机物质转化等），FI大于1.9时DOM被认为主要为微生物分解所产生（具显著自生源特征，微生物及其对有机物分解产物）。由表5可以看出，川西高原若尔盖高寒泥炭地土壤DOM荧光指数FI介于1.33—1.44之间，这显示土壤DOM来源兼具内外源特征，随着水分含量的升高荧光指数逐渐增大，有逐渐从土壤外源转为自生源的趋势，土壤芳香性减弱，腐殖化程度减小。

腐殖化指数（Humification index，HIX）是评价FDOM腐殖化程度的重要指标，能一定程度上反映DOM输入源特征，值越高表明DOM腐殖化程度高。表5数据显示6种类型土壤的HIXb值介于0.84—0.93之间，漫岗坡顶草甸（MTH）土壤腐殖化程度最高，川西高寒泥炭地的腐殖化程度随着水分梯度的增大而降低，这可能和湿地长期淹水有关，由于淹水导致泥炭地的土壤形成厌氧环境，使微生物的活性减弱，从而使湿地土壤的腐殖化程度减弱。

自生源指标（Index of recent autochthonous contribution，BIX）作为 DOM 溯源的一个指标，可以表征DOM的自生源特征，同时也可体现DOM的生物可利用性（Birdwell et al.，2010）。BIX指数为0.6—0.7时，显示DOM中自生成分较少；BIX为0.7—0.8时，具有中度新近自生源特征；BIX为0.8—1.0时，具有较强自生源特征；BIX＞1.0时，则表现出强烈的自生源特征，由微生物活动对DOM 组分影响显著。总体来看，若尔盖地区泥炭地6种类型土壤的土壤DOM自生源指标介于0.53—0.93之间（表5），这表明泥炭地DOM自生源特征并不显著，自生成分较少。其中，漫岗坡顶土壤DOM的BIX值（0.93）最高，这显示漫岗坡顶土壤DOM的自生源特征较强（DOM更多来源于微生物代谢和转化，显示微生物活性较高），这与荧光指数（FI）和腐殖化系数（HIX）结果相一致。

新鲜度指数（β∶α）反映新产生 CDOM 在总CDOM中的比例（Huguet et al.，2009）。其中，β代表新近产生 CDOM，α代表降解程度较高的CDOM，可为定量评估土壤生物活性提供依据。由表中数据可知这几种不同水分梯度生境土壤中，泥炭丘土壤（PH）DOM新鲜度指数略高于其他土壤；总体来看湿地土壤新鲜度要高于漫岗草甸土壤。

2.3 若尔盖泥炭地土壤DOM三维荧光-平行因子分析（EEM-PARAFAC）

基于PARAFAC模型分析所有土壤样品的三维荧光数据，结果显示泥炭地土壤样品中的DOM荧光特征呈现3个荧光组分。

其中，第一类物质（Fraction I，Ex=256/Em=420，图2a）具有一个激发峰和发射峰，位于传统的A峰（250—260 nm/380—480 nm）区域，被认为是主要由有机质产生的、分子量较低而荧光特性强的类腐殖质组成（Carstea et al.，2016）。第二类物质（Fraction II，Ex=270(240—275)/Em=490(434—520)，图2b）具有一个激发峰和两个发射峰，被认为主要是分子量较高、荧光特征与富里酸类似的 UVA类腐殖质，被认为主要来自植物（Carstea et al.，2016）。第三类物质（Fraction III，Ex=283(＜300)/Em=330(300—350)，图2c）具有一个激发峰和发射峰，主要体现的是类色氨酸类蛋白物质。该类物质是荧光特征类似于游离色氨酸，被认为是土壤内源的微生物活动和转化过程产生的类蛋白物质（Shutova et al.，2014；刘堰杨等，2018）。

结果如图2所示，若尔盖泥炭地土壤DOM中以第三组分（即小分子类腐殖质）载荷最高，第一组分（微生物活动和转化过程中蛋白物质类）最低，第二组分（分子量较高的富里酸类腐殖质）介于二者之间。本研究中若尔盖泥炭地土壤DOM不同荧光组分随着水分的变化而变化，表明着DOM不同荧光组分的相对含量随着水分含量的变化可能有所差异，总体来看6种类型土壤DOM的第三类物质随着土壤水分的增多而减少，显示着土壤的小分子腐殖质随着土壤水分的增多而减少，这和土壤DOM的荧光特征参数结果一致。

2.4 高寒泥炭地土壤 DOM 三维荧光区域积分（FRI）

高寒泥炭地土壤DOM三维荧光光谱呈5个荧光峰，对若尔盖高寒泥炭地土壤DOM进行三维荧光区域积分，结果如图3所示。DOM荧光强度（荧光峰体积积分）随着水分状况变化，泥炭湿地土壤DOM 荧光强度均高于漫岗草甸土壤；所有土壤的DOM荧光峰中，以Peak III和Peak V组分最多，Peak I和Peak II组分最少，即富里酸类有机质和腐殖酸类有机质在DOM中比例最高，蛋白质类物质含量最低。这和土壤三维荧光-平行因子分析（EEM-PARAFAC）结果是一致的。从图3可以看出若尔盖泥炭地土壤DOM不同荧光峰体积随着水分的变化而变化，表明DOM不同荧光峰体积随着水分含量的变化可能有所差异。

从各荧光峰积分相对比例（见图 4）也可以看出，在所有高寒泥炭地土壤中最高的是Peak V（占比均超过50%），其次是Peak III。不同水分状况下高寒泥炭地土壤DOM中荧光峰积分值还是有差异性的，漫岗草甸土壤样品的Peak V占比大于湿地土壤样品的Peak V占比，说明腐殖酸类物质是漫岗草甸土壤DOM的主要物质；而湿地土壤除了Peak V组分，Peak III组分占比也高（均超过28%），说明在湿地土壤DOM中富里酸类有机质和腐殖酸类有机质比例最高。

图2 若尔盖高寒泥炭地土壤DOM三维荧光-平行因子分析结果Fig.2 Results of EEM-PARAFAC analysis of soil DOM in Zoige alpine peatland

3 讨论

在土壤有机碳转化过程中，不论是腐殖化还是矿质化，形成DOM是一个不可或缺的中间过程，DOM 既是微生物作用的产物，也是微生物进行腐殖化和矿质化作用的底物，从而将土壤有机质的腐殖化、矿质化和土壤生物成分联系在一起（Solomon et al.，2015）。从本研究结果可知随着泥炭地水分减少，泥炭有机质环境从还原状态转变为氧化状态，土壤微生物状况和通气状况发生急剧变换，加剧泥炭有机质氧化分解，导致泥炭土壤有机碳（TOC）极其显著地下降。从土壤DOM的吸收光谱特征来看，川西高寒泥炭地的腐殖化程度随着水分梯度的增大而降低，表明土壤 CDOM 的稳定性随着水分增加而减弱，可能是由于湿地土壤中有机质主要来源于地表枯落物和死亡根系的分解和累积，但是湿地土壤淹水形成厌氧环境，一般厌氧环境会抑制土壤微生物活性，致使有机物腐殖化过程非常缓慢；同时可能是随着土壤湿度增加，土壤微生物的活性和生长繁殖速度加快，土壤水分通过影响的微生物活性间接影响泥炭地土壤DOM的稳定性。从荧光光谱特征参数来看，若尔盖泥炭地FDOM 的芳香性与腐殖化程度也随着水分的增加而降低。泥炭丘的土壤荧光特征参数明显高于其他土壤样品，可能是由于泥炭丘因为稳定适宜的水分条件，最适合土壤有机质腐殖化过程，其DOM的腐殖化程度最高表明了稳定性也最高，微生物可利用性高。总体上，与Ohno et al.（2007）的研究结果：FI值与DOM芳香性成负相关关系，FI越高芳香性越弱，腐殖化程度越低是一致的。

图3 若尔盖高寒泥炭地土壤DOM三维荧光区域积分变化特征Fig.3 Variation characteristics of three-dimensional fluorescence regional integration of soil DOM in Zoige alpine peatland

图4 若尔盖高寒泥炭地土壤DOM三维荧光区域积分相对比例Fig.4 Relative proportion of three-dimensional fluorescence regional integration of soil DOM in Zoige alpine peatland

青藏高原泥炭湿地是一个不容忽视的巨大高寒有机碳库，沼泽植物同化产物以泥炭形式积存下来，暂时退出生物地化循环成为碳的一个特殊的汇（Freeman et al.，2001）。很多研究认为全球泥炭地作为重要碳汇及源汇转换，对于气候变化具有极其重要的意义，对温室气体排放有很大贡献，对气候变化的响应可能更为敏感（杨丽霞等，2004）。若尔盖高寒泥炭湿地作为中国和全球面积最大的高寒湿地，固持了青藏高原湿地碳库接近88%的有机碳（Ma et al.，2016），人为活动和环境变化导致的干旱化趋势是现代以来持续存在的（王根绪等，2007）。大量研究显示，湿地在积水或季节性积水形成的厌氧状态、贫营养、低温等环境条件下，使泥炭和有机质矿化受到极大抑制，是泥炭累积和分解动态关键的环境调节因子（Fenner et al.，2011；Laiho，2006）。因此，若尔盖湿地干旱化形成土壤好气条件将可能促进有机质分解矿化，从而不可避免影响到泥炭地有机碳的稳定性，而且大量研究已经显示湿地干旱化和水位下降，导致泥炭中有机碳分解加速（Fenner et al.，2011），向地表水体中输出的水溶性有机碳通量也急剧增加（Ritson et al.，2017）。本文研究结果显示土壤水从湿地到漫岗坡顶渐趋干旱化的水分梯度下，土壤有机碳及土壤 DOC含量都极其显著下降。结合国内外的相关研究以及我们在水分梯度下对TOC和DOC的测定结果来看，若尔盖湿地干旱化将难以避免地引起泥炭地有机碳的大规模排放，高寒泥炭地中存储的碳由汇转变为源释放到大气中，从而加剧温室效应。

同时，DOM 也是有机碳从陆地生态系统向水生生态系统迁移的主要形式。土壤DOM直接影响着江河湖等地表水体的生物群落结构、功能特征和生物地球化学过程（Solomon et al.，2015）；土壤DOM 也具有重要的环境意义，通过与环境污染物质的相互作用影响到污染物的运移、传输、转化和降解等过程，甚至影响到污染物的生物有效性（Michalzik et al.，2001）。若尔盖湿地积雪融水和降水充沛，湿地湖泊众多，河网密集，是中国长江、黄河上游最重要积水区域，包括黄河上游主要支流黑河、白河等大小河流约430条，年均补给占黄河上游水量30%—40%。若尔盖湿地土壤DOM的动态变化及其向地表水体输入 DOM，已经影响着地表水水体中DOM特征、含量及组分（刘堰杨等，2018；范诗雨等，2018），可能对下游水体产生显著的环境效应。关于若尔盖湿地土壤与水体之间的DOM 交换通量及流域生态效应及水环境安全的影响，还需要进一步开展系统的定量研究。

4 结论

（1）若尔盖泥炭地土壤总有机碳和水溶性有机碳含量，随着土壤干旱化程度加深而显著降低。

（2）川西高寒泥炭地DOM的荧光光谱特征参数表明，DOM 的芳香性与腐殖化程度随着水分的增加而降低，土壤DOM稳定性降低，微生物可利用性降低。

（3）平行因子分析结果显示若尔盖泥炭地土壤DOM 中以小分子类腐殖质组分载荷最高，微生物活动和转化过程中蛋白物质类组分最低。

（4）高原泥炭地土壤DOM中富里酸类有机质和腐殖酸类有机质占比最高，漫岗草甸土壤中腐殖酸占比高于湿地土壤，而湿地土壤富里酸组分占比高于漫岗草甸土壤。