土壤溶解性有機碳(DOC)動態(tài)變化影響因素研究進展

吳健敏，郗敏，孔范龍，李悅，張清磊

青島大學化學化工與環(huán)境學院，山東青島，266071

內(nèi)容提要：土壤溶解性有機碳(DOC)是陸生生態(tài)系統(tǒng)中極為活躍的有機組分，是土壤圈層與相關圈層(如生物圈、大氣圈、水圈和巖石圈)發(fā)生物質(zhì)交換的重要形式。與土壤有機碳其他組分相比，DOC對土壤質(zhì)量變化、環(huán)境因素以及土地利用變化表現(xiàn)出高度敏感性，因此土壤DOC的消長動態(tài)及其影響因素已經(jīng)成為了土壤、環(huán)境和生態(tài)科學領域研究的熱點之一。本文對近年來有關土壤DOC動態(tài)變化影響因素的研究進行了綜述，并分析了生物因素、非生物因素和人為因素對土壤DOC動態(tài)變化的影響及作用機理。研究表明，生物因素植被和土壤微生物控制著土壤DOC的輸入和輸出；非生物因素和人為因素通過作用于微生物活性、植被生長及其他過程而間接地驅(qū)動著土壤DOC的動態(tài)變化；生物因素、非生物因素和人為因素對土壤DOC的影響通常表現(xiàn)為綜合作用。在此基礎上，本文針對土壤DOC動態(tài)變化影響因素的進一步研究提出了兩點建議，即應用模型定量分析各影響因素的作用和統(tǒng)一DOC含量的測定方法。

土壤溶解性有機碳(DOC)，既是土壤生物化學過程的產(chǎn)生物，又是土壤微生物生長、分解有機碳的重要能源(柳敏等，2006)，在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中具有重要的作用。土壤 DOC含量一般不超過土壤有機碳總量的2%，但與較穩(wěn)定的腐殖質(zhì)組分相比，土壤 DOC的降解速率較快(Andreasson et al.，2009; Bu Xiaoli et al.，2011)，并且對季節(jié)變化、土壤性質(zhì)及土地利用方式變化等響應較快，因此土壤DOC的動態(tài)變化能夠反映土壤有機碳的穩(wěn)定性(李玲等，2006)。同時研究表明土壤DOC的動態(tài)變化還可以解釋CO2釋放量的變化，土壤中DOC通量比全球植物和大氣間碳交換量低1～2個數(shù)量級，生物圈碳平衡很小的變化會導致DOC的巨大變化，DOC濃度和通量是土壤環(huán)境變化的敏感指標，明顯地影響大氣CO2(張金波等，2005)?？梢娡寥繢OC動態(tài)變化能夠靈敏地反映土壤有機碳的循環(huán)與平衡趨勢(焦坤和李忠佩，2005)，所以研究土壤DOC動態(tài)變化對全球碳循環(huán)探究具有重要的意義。

為揭示土壤DOC的動態(tài)變化規(guī)律，國內(nèi)外針對DOC動態(tài)變化的影響因素開展了大量的研究，并取得一些進展。研究顯示，土壤DOC主要受植被種類及覆蓋度、微生物、溫度和濕度、土壤理化性質(zhì)、土地利用方式等自然或人為因素的影響。然而這些影響因素往往交互作用，同時對土壤DOC含量和分布產(chǎn)生影響；且不同條件下各因素的作用強度存在較大差異，對土壤DOC的影響比較復雜。為此分析歸納目前有關土壤DOC影響因素的研究結論，對準確地探究土壤DOC影響因素作用機制具有一定的參考意義。

本文就此對目前有關土壤DOC動態(tài)變化影響因素的研究進行了綜述，并將其歸3類，① 生物因素：植被、土壤微生物；② 非生物因素：溫度和濕度、土壤理化性質(zhì)、水文情勢、酸沉降、CO2濃度及土壤凍融；③人為因素：土地利用方式和土地管理方式。同時在此基礎上分析了生物因素、非生物因素和人為因素對土壤DOC動態(tài)變化的影響機制，并對土壤DOC多種影響因素的綜合作用進行了闡述，以期為土壤DOC動態(tài)變化影響因素及其作用機理相關研究提供新的思路。

1 生物因素

1.1 植被因素

植被種類和覆蓋度的不同決定著地表凋落物及根部分泌物的質(zhì)量和數(shù)量的不同，而地表凋落物及根部分泌物的數(shù)量和質(zhì)量又代表著土壤碳源的輸入情況，從根本上講土壤DOC的產(chǎn)生是土壤DOC動態(tài)變化的基礎，因此對土壤碳來源的控制就是對DOC動態(tài)變化的第一個控制因素(Clark et al.，2010)。Yano等(2005)研究發(fā)現(xiàn)在森林植被演替過程中，由于植被類型的更替和演變，造成了向地被層和土壤層輸入有機物質(zhì)的類型、數(shù)量和化學特性發(fā)生變化，進而引發(fā)土壤肥力和動物區(qū)系活性的變化，從而影響了土壤DOC的形成和轉(zhuǎn)化；而姜培坤(2005)提出不同的林分類型土壤理化性質(zhì)、凋落物和根系分泌物隨著植被的變化而變化，因而形成的土壤碳庫特別是活性有機碳狀況存在著差異。此外，王春陽等(2011)將用不同的方法及提取劑提取的各類植物凋落物DOC含量相對比，發(fā)現(xiàn)喬木類(37.87‰～76.25‰)>灌木類(19.02‰～52.51‰)>草本類(4.21‰～15.41‰)，而在對其生物降解率的研究中發(fā)現(xiàn)，不同種類植物凋落物相比，喬木類(平均60.8%)>灌木類(平均58.6%)>草本類(平均49.7%)，從而提出凋落物中DOC含量和降解率與植物種類有關。同時Han Nizhou和Thompson(1999)及Hanynes(2000)對此也提出了同樣的報道。由此證明了植物是影響土壤DOC動態(tài)變化的關鍵性因子，通過對地表凋落物及根部分泌物的數(shù)量和質(zhì)量等的影響從源頭上控制著土壤DOC的輸入情況。

雖然目前對土壤DOC動態(tài)變化與植被因子之間的關系進行了一些研究，但大多集中在森林、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)，而濕地特別是濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的相關研究卻相對較少。濱海濕地隨著鹽分梯度的變化植被種類變化明顯，這為研究不同植被種類對土壤DOC的影響提供了極好的實驗條件。因此，針對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的相關研究將是今后土壤DOC研究中值得關注的一個重要方向。

1.2 土壤微生物

土壤微生物的存在與否以及微生物種類和數(shù)量對土壤DOC的動態(tài)變化具有極為重要的作用(劉微和王樹濤，2011)。在同一時間、相同母質(zhì)和水熱條件下，土壤DOC的形成主要取決于有機碳庫的輸入(投入土壤的有機物料種類和數(shù)量)和輸出(微生物和植被的利用率)(張迪等，2008)。而陸生系統(tǒng)內(nèi)DOC的產(chǎn)生過程是一個生物過程，高度降解的DOC小分子由植物根部釋放；土壤和水生微生物群中有色芳香類難溶性的DOC大分子多在有機物的降解過程中釋放(Thurman，1985)。微生物不但是土壤DOC產(chǎn)生過程中重要的分解者，其本身也是土壤DOC潛在的來源之一(龐學勇等，2009)，因此土壤微生物不僅僅控制著土壤DOC的輸出，對其輸入情況同樣具有一定的影響。

王瑩等(2010)發(fā)現(xiàn)土壤DOC與土壤微生物量之間存在顯著的正相關關系，微生物活性是影響DOC產(chǎn)生和釋放的重要因子；Bourbonniere(1989)研究發(fā)現(xiàn)土壤微生物活性對DOC組分中親水性有機酸HPI的產(chǎn)生影響較大，Guggenberger等(1994)對此進一步做出了證實并提出HPI及植物衍生化合物均有微生物直接產(chǎn)生。Moller等(1999)認為真菌是最重要的分解者，從Beech森林土壤中分離出多種細胞和真菌接種到滅菌后的一年生老葉中，發(fā)現(xiàn)單獨細菌接種后葉子分解產(chǎn)生的DOC產(chǎn)量低于細菌和真菌混合接種，說明真菌在分解產(chǎn)生DOC的重要作用(王清奎等，2005)。此外，一些因素主要是通過影響微生物活性(Freeman et al.，2001)、土壤有機體(Cole et al.，2002)、植物生長(如溫度、水分和CO2濃度等)、釋放的DOC質(zhì)量(Kalbitz et al.，2003)及降解能力和被分解的土壤基質(zhì)質(zhì)量等而對土壤DOC的生物產(chǎn)生和消耗過程進行控制(Clark et al.，2010)，進而間接地影響著土壤DOC的動態(tài)變化趨勢。所以土壤微生物是對土壤DOC動態(tài)變化的直接驅(qū)動因子之一。

2 非生物因素

2.1 溫度和濕度

溫度和濕度影響著微生物活性和土壤理化性質(zhì)，故在不同的溫濕度條件下土壤DOC降解速率和C礦化率亦存在著差異，進而控制著土壤DOC的動態(tài)變化。Christ(1996)研究發(fā)現(xiàn)樣品中的DOC產(chǎn)生量隨溫度增加而呈指數(shù)的函數(shù)增加，這可能主要是由于溫度升高，降解土壤基質(zhì)的微生物活性增強，而導致的土壤DOC含量增加。然而溫度與土壤呼吸強度也成正比，是影響土壤有機碳礦化的重要因素。溫度的升高能夠加速土壤微生物的生物周轉(zhuǎn)，促進土壤碳的分解，導致土壤有機碳的礦化速率上升，從而對土壤DOC的動態(tài)變化造成一定的影響(Ellert and Bettany，1992; Moore et al.，1998; Fang Changming and Moncriefff, 2002)。在微觀層面上溫度與土壤DOC之間的關系決定了在宏觀層面上溫度與土壤DOC的時空變異也存在著聯(lián)系，Liechty等(2005)指出溫帶與寒區(qū)域相比，土壤溫度的差異可能導致森林土壤中DOC濃度增加16%。

與溫度相似，有關濕度影響的研究表明，濕度是通過對土壤中有機質(zhì)降解速率和C礦化率的控制而影響著DOC動態(tài)變化的，然而目前有關濕度與有機質(zhì)降解速率和C礦化率之間的關系尚存在一定的分歧，因此迄今為止還沒有確切的結論來闡述濕度對土壤DOC動態(tài)變化的影響機制。Sahrawat(2003)認為，淹水土壤中，由于嫌氣分解，土壤有機質(zhì)的分解速率下降；黃東邁等(1998)用14C標記秸稈的研究表明，淹水處理中各種不同有機物料的分解半衰期約為旱地相應處理的1.4～2.0倍；Bridgham等(1998)研究表明，淹水可使北方濕地氮、磷的礦化速率下降，但碳的礦化速率在淹水與非淹水條件下幾乎相等。對此張文菊等(2005)提出當土壤達到適宜含水量后，有機碳的礦化不受含水量增加的影響，礦化速率基本穩(wěn)定，土壤中DOC變化趨勢也將隨之發(fā)生改變。因此盡管濕度對土壤中DOC的影響機制仍未明確，但是研究表明在分析濕度與土壤DOC動態(tài)變化的關系時，界定在一定的濕度范圍內(nèi)才比較有意義。

2.2 土壤理化性質(zhì)

土壤DOC動態(tài)變化既有時間上的變化也有空間上的變化，小氣候因素是影響其時間變化的主要因素，而土壤理化性質(zhì)則是影響空間異質(zhì)性的關鍵因子。土壤理化性質(zhì)如土壤pH、鹽分及土壤質(zhì)地等通過改變土壤中微生物的活性、有機碳質(zhì)量(溶解度、降解能力等)及土壤中的物理吸附和化學反應等過程而顯著影響著土壤DOC的含量及空間分布。土壤pH被看做是土壤的主要變量，對于土壤的許多作用過程都有很大的影響，如氧化還原、沉淀溶解、吸附、解吸、配合反應及微生物活動等起支配作用(李學坦，2001)。Clark等(2010)提出pH和土壤養(yǎng)分可以通過影響土壤DOC的溶解度間接地對其產(chǎn)生作用，因為有機碳通過釋放質(zhì)子(H+)或者形成負電荷可溶物而游離，而這個過程是受化學變量所調(diào)節(jié)的，特別是pH和土壤溶液的離子強度及多價陽離子如Al3+。Exall 和 Vanloon(2000)提出腐植酸遇到離子強度較強和相關的多價離子時會被凝聚和沉淀，并且腐植酸在pH值為2時會被沉淀(Aiken et al.，1985)，而在高pH條件下，DOC中的酸性部分很容易與其他物質(zhì)如鈣鎂化合物發(fā)生中和反應，進而土壤中DOC含量減少(黃黎英等，2007)。黃瑞農(nóng)(1994)提出pH值可以通過影響微生物的活動，影響土壤有機質(zhì)含量及其空間分布，微生物最適宜在中性環(huán)境下活動，在強酸或者強堿條件下其活動受到抑制，土壤有機碳質(zhì)量分數(shù)與土壤pH值存在著明顯的負相關(董洪芳等，2010)。黃黎英等(2007)對巖溶區(qū)和非巖溶區(qū)土壤DOC進行了研究，發(fā)現(xiàn)與非巖溶區(qū)相比，巖溶區(qū)石灰土鈣鎂偏堿的特征加上石灰土含有機質(zhì)含量使得它所含有的部分DOC被中和，或者與金屬離子螯合后形成溶解度較低的金屬—有機配合物或者形成不溶性的配合物，從而導致了石灰土中的DOC含量遠遠低于酸性土的含量。

土壤含鹽量能夠決定地表不同植被類型的空間分布狀況，從而間接地驅(qū)動著土壤DOC動態(tài)變化。Laane(1980)與Guo Laodong和Santschi(1997)研究發(fā)現(xiàn)在Ems-Dollart河口以及其他的河口生態(tài)系統(tǒng)中(如Galvesto海灣)，DOC濃度與鹽度都呈負相關線性關系；van Heemst等(2000)應用穩(wěn)定同位素特征方法對Ems-Dollart河口的研究也發(fā)現(xiàn)DOC的含量與鹽分梯度存在負相關線性關系。張緒良等(2012)和董洪芳等(2010)提出土壤含鹽量高低及其變化與膠州灣濱海濕地植被演替、黃河三角洲研究地區(qū)植被類型分布均具有較強的對應關系，而不同鹽沼植物對濕地土壤有機碳的分布有顯著的影響(賀強等，2009)，從而說明了土壤有機碳密度和含鹽量之間存在著良好的關系?？梢娡寥篮}量是河口生態(tài)系統(tǒng)及濱海生態(tài)系統(tǒng)土壤DOC動態(tài)變化的重要影響因子之一。

2.3 水文情勢

水文情勢是多種生態(tài)系統(tǒng)中土壤DOC動態(tài)變化的主控非生物因子，尤其是對濕地生態(tài)系統(tǒng)。水文情勢是指水體各水文要素隨時間的變化情況，主要表征指標有水位的高低、洪水歷時、范圍與頻率和水文周期等(章新光，2012)。水文情勢對土壤DOC動態(tài)變化具有直接和間接的影響。直接影響是指由水文事件(暴雨、雪融、短期水位下降等)導致的水量變化對土壤DOC濃度的稀釋或者濃縮作用，而引發(fā)的土壤DOC動態(tài)變化。Eimers等(2008)研究發(fā)現(xiàn)在泥炭地中DOC濃度相對較高，但是在暴雨期和春季雪融期DOC濃度會被稀釋；Waiser(2006)提出土壤中水體積的變化同樣會影響著DOC濃度的變化，在土壤監(jiān)測過程中已發(fā)現(xiàn)“蒸發(fā)濃縮”而導致的DOC濃度增加的現(xiàn)象。然而部分研究表明DOC濃度隨著水位的長期下降(因溝壑侵蝕而引起)而逐漸減少；環(huán)型濕地生態(tài)系統(tǒng)中土壤DOC的平均含量隨地表水位的降低而逐漸增加(Xi Min et al.，2007)，這主要是由于水位的長期變化能夠改變土壤理化性質(zhì)，進而影響著DOC溶解性、微生物的可利用性及其生物地球化學循環(huán)過程等(Clark et al.，2005; Daniels et al.，2008)，從而控制著土壤DOC的含量和分布特征，這屬于水文情勢對土壤DOC的動態(tài)變化的間接影響過程。

與水位長期變化一樣，干濕交替也屬于間接影響因素。目前實驗室和野外實驗研究表明干濕交替能夠改變土壤通氣條件，營造厭氧和好氧環(huán)境，促進土壤DOC濃度的增加，改變土壤DOC的動態(tài)變化趨勢(Alex et al.，2006)。Fierer和Schimel(2002)提出干濕交替能夠為不同的微生物創(chuàng)造適宜的環(huán)境，因而改變著土壤中微生物群落和微生物量的組成和分布，促進對泥炭地中難降解物質(zhì)的降解作用，影響著土壤中的碳循環(huán)；Alex等(2006)發(fā)現(xiàn)隨著干濕交替次數(shù)的增加，C礦化率不斷地減小。而Denef等(2001)提出干濕交替破壞了土壤團聚體，使部分有機碳失去物理性保護，以及在干燥過程中部分微生物死亡增加了碳源，同時在加水增濕后微生物的數(shù)量和活性也明顯增加，導致礦化速率迅速增大(周本智和傅懋毅，2004)。Lundquist等(1999)指出干濕交替刺激DOC濃度提高可能有3種原因：① 干燥階段DOC的生物可利用性降低；② 土壤濕潤后促進了微生物生物量的轉(zhuǎn)化和生物產(chǎn)物的濃縮；③ 干濕交替破壞了土壤結構使以前積累的碳更多以DOC形式滲出。

2.4 酸沉降

酸沉降包括硫沉降和氮沉降。酸沉降主要是通過對pH等土壤理化性質(zhì)的作用間接地影響著DOC的動態(tài)變化。Futter和de Wit(2008)應用實證模型對酸沉降的進行了研究，發(fā)現(xiàn)酸沉降能夠降低DOC濃度；de Wit等(2007)對采取恢復措施后的Langtjern地區(qū)DOC變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著酸沉降量的減少DOC濃度不斷地增加，對此他認為采取恢復措施后腐殖質(zhì)量的增加和土壤中部分營養(yǎng)物質(zhì)離子強度的減弱促進了有機質(zhì)溶解度的增加，是DOC濃度減少的主要原因，同時還提出了DOC季節(jié)性變動是由氣候因素控制而長期變化則是由酸沉降的作用引起的。而劉可慧等(2005)提出酸沉降改變了根系周圍的物質(zhì)組成、理化特性，直接傷害了根系的生長，減少了土壤DOC的來源，從而影響了土壤DOC的動態(tài)變化。

然而目前針對氮沉降的研究表明，氮沉降能夠增加凋落物、根部生物量的輸入量和有機質(zhì)分解速率等，進而增加了土壤的碳源，改變了土壤DOC的動態(tài)變化趨勢。Leith等(1999)研究發(fā)現(xiàn)氮沉降能夠增加地上部分生物量，同樣涂利華等(2010)提出慈竹林土壤DOC的增加是因為氮沉降增加了凋落物量從而導致礦質(zhì)土層的DOC增加；竇晶鑫等(2008)提出氮沉降促進了植物根的生長及根中碳分配，在一定程度上促進了DOC含量的提高。然而李仁洪等(2009)提出氮沉降同時也能促進慈竹林土壤表層凋落物分解速率，分解產(chǎn)物的淋溶是使得土壤DOC累積量增加的原因。

2.5 CO2濃度

CO2濃度是影響土壤DOC動態(tài)變化的潛在因素，主要通過對地上及根部生物量等的作用而影響著土壤中DOC的含量和分布。Cheng Weixin和Johnson(1998)對春小麥的研究發(fā)現(xiàn)，高CO2濃度下根際DOC含量增加了60%；馬洪亮等(2005)發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高增加小麥成熟期土壤DOC含量；Zhao Guangying等(2009)研究發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高促進了三江平原濕地小葉章根系生物量的增加，并且在根系生物量增加的同時植物對C的吸收和同化增加，以根際沉淀物(釋放細胞、分泌物、粘液以及通過根系進入土壤的其他化合物)的形式出現(xiàn)的物質(zhì)也會隨之增加，相應地土壤微生物量碳和DOC含量升高(趙光影等，2011)。但也有部分研究表明，CO2濃度的升高能夠增加根系的CO2通量和微生物的碳供應，刺激微生物種群的增長，由于這種“激發(fā)效應”而加速有機質(zhì)的分解(蘇永中和趙哈林，2002)，從而對土壤DOC的動態(tài)變化造成影響。

2.6 土壤凍融

土壤凍融是作用于土壤的非生物應力，能夠改變土壤的理化性質(zhì)和土壤微生物的生理活性和群落結構(王嬌月等，2011)，因此在一定程度上凍融影響著土壤DOC的動態(tài)變化。王洋等(2007)和劉帥等(2009)研究發(fā)現(xiàn)土壤凍融改變著土壤結構、含水量分布和水熱運動，影響了以微生物為媒介的有機質(zhì)的礦化作用，進而對土壤DOC的含量和分布產(chǎn)生了影響；而Staricka和Benoit(1995)對此卻提出凍融交替是由于改變了土壤水分的有效性和運動方向，導致一部分微生物死亡并分解，對其動態(tài)變化產(chǎn)生影響的。與上述兩位學者不同，Larsen等(2002)提出凍融過程中水分的變化使有機質(zhì)與土壤結合部位的破壞，進而釋放更多的土壤DOC。在全球變暖的背景下，土壤凍融特征的變化將對土壤碳庫產(chǎn)生重大影響，而對外界環(huán)境變化響應較為敏感的土壤DOC成為了探究土壤碳庫變化的切入點，因此研究土壤凍融與土壤DOC動態(tài)變化之間的關系具有重要的意義。

3 人為因素

3.1 土地利用方式

土地利用方式變化導致植被種類和覆蓋類型的變化，及耕作和種植制度的變化，進而影響著土壤有機碳的輸入量和分布與土壤理化性質(zhì)(汪景寬等，2008)，從而控制著土壤DOC的動態(tài)變化趨勢。張金波等(2004)研究表明，隨著土地利用方式的變化，土壤DOC含量變化明顯，土壤開墾耕作是導致土壤DOC含量降低的主要原因；黃靖宇等(2008)對三江平原濕地墾殖的研究發(fā)現(xiàn)，小葉章濕地墾殖后，人類農(nóng)業(yè)活動的干擾使得濕地生物量減少，密集的草根層消失，土壤有機質(zhì)輸入量和根系分泌物減少，進而導致DOC來源的減少；田靜等(2011)在研究土地利用方式對土壤DOC組成的影響的過程中提到，河北曲周、北京順義及山東壽光3個地區(qū)表層菜田土壤pH分別較農(nóng)田降低了0.10、0.43和0.50個單位，說明了菜田土壤有明顯的酸化現(xiàn)象，而這被酸化的土壤又改變著土壤微生物的活動、有機碳質(zhì)量(溶解度、降解能力等)及土壤中的物理吸附和化學反應等，進而影響著DOC的動態(tài)變化。

而張磊和張磊(2008)發(fā)現(xiàn)小葉章濕地耕作后初期土壤溫度高于未耕作土壤，土壤含水量明顯下降，土壤呼吸作用增加，土壤DOC含量也顯著增加，但是之后，耕作土壤DOC含量下降，低于未耕作土壤。這充分說明了土地利用方式的改變對土壤DOC的影響情況，耕作初期造成土壤基質(zhì)暴露，活性碳組分大量釋放，微生物活性和數(shù)量大幅度增長，土壤DOC含量迅速增加，但是此時微生物降解的DOC量要高于其產(chǎn)生量，因此隨后土壤DOC含量又呈現(xiàn)明顯的下降趨勢?？傊恋乩梅绞降淖兓淖兞送寥赖闹脖活愋秃铜h(huán)境條件，使輸入土壤的有機質(zhì)類型、生物降解、淋溶過程等發(fā)生較大的改變，對土壤DOC的生成和降解都產(chǎn)生了很大影響，因而間接地改變著土壤DOC的動態(tài)變化趨勢。同時這一研究表明了時間尺度在探究土壤DOC動態(tài)變化影響因素作用機制中的重要性。

3.2 土地管理方式

土地管理方式的不同也能夠直接或間接地引起土壤DOC動態(tài)變化，如施加有機肥、排水溝渠建設等。目前針對施加有機肥對土壤DOC影響的研究較多，研究表明增施有機肥明顯地增加了土壤中DOC含量。倪進治等(2003)對不同施肥處理下DOC含量進行研究指出，DOC含量和組成主要與肥料的種類和數(shù)量有關，有機—無機配合施用的土壤DOC高于單施無機肥或?qū)φ胀寥?。這主要是由于有機無機肥的配施，可以有效地改善土壤理化性狀，提高土壤肥力改變土壤微生物學特征，增強土壤有機化合物的分解和轉(zhuǎn)化，因而其微生物生物量、作物掉落物和根系分泌物也相應大于其他處理，從而增加了土壤DOC的含量，改變了土壤DOC的動態(tài)變化趨勢(韓成衛(wèi)等，2007；周斌等，2007；李娟等，2008；高忠霞等，2010)。但是Gregozich等(1996)研究發(fā)現(xiàn)，使用有機肥后DOC的含量只在短時間內(nèi)增加，隨之就有所下降，表明了外源有機肥含有易被微生物降解的有機碳，施入土壤后會釋放大量的DOC，從而證實了施加有機肥對土壤中DOC的動態(tài)變化具有直接的影響。

此外，土地管理中排水溝渠的建設同樣能夠影響土壤DOC的動態(tài)變化。研究表明排水溝渠的建設改變了土壤DOC的釋放過程和傳輸路徑(Boyer et al.，1997)，不僅導致大量DOC向溝渠遷移并沉積在溝渠中，而且最終導致不同溝渠沉積物中DOC的含量和分布均產(chǎn)生了明顯的差異性(郗敏等，2008)。Wallage等(2006)提出排水溝渠的修建降低了濕地水位、改變了濕地內(nèi)的水流狀況并且增加了DOC的釋放；郗敏和呂憲國(2007)對三江平原濕地溝渠侵擾帶土壤DOC分布特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著距溝渠距離減小，土壤DOC含量及其水平和垂直分布變異性有增加的趨勢，并且隨溝渠等級增加，在底泥中所占的比重逐漸增加，這可能是由于溝渠側(cè)向徑流對濕地上坡土壤DOC的沖刷作用及溝渠系統(tǒng)內(nèi)生長的大量植物對溝渠的阻塞作用而產(chǎn)生的土壤DOC富集效果。

4 多因素的綜合影響

土壤DOC的動態(tài)變化是多種影響因素綜合作用的結果。研究發(fā)現(xiàn)溫度的增加在實驗室條件下比在野外條件下的結論更為明顯，表明野外條件下土壤DOC濃度和周轉(zhuǎn)不僅僅受土壤溫度的影響，氣候和水文狀況、凋落物數(shù)量和質(zhì)量、土壤質(zhì)地和其他一些土壤性質(zhì)均可調(diào)控甚至掩蓋溫度的效應(劉微和王樹濤，2011)。當然有些因素對DOC的共同作用呈協(xié)同效應，互相加強其作用效果，如溫度和CO2變化與溫度和水位下降對DOC凈產(chǎn)率的影響呈顯著關系(Fenner et al.，2007；Clark et al.，2009)；溫度和酸沉降共同作用于微生物活動進而對DOC產(chǎn)量的影響也是特別明顯的(Clark et al.，2010)。

5 結論和展望

生物因素、非生物因素及人為因素對土壤DOC動態(tài)變化的影響較復雜，在不同的空間和時間尺度下，其影響存在著較大的差異。但本質(zhì)上生物因素如植被和土壤微生物控制著土壤DOC的輸入和輸出；非生物因素和人為因素如溫度和濕度、酸沉降、土地利用和管理方式等通過作用于微生物活性、植被生長或其他因素而間接地驅(qū)動著土壤中DOC的動態(tài)變化。

土壤DOC的動態(tài)變化是多種影響因素綜合作用的結果，有些影響因素之間為協(xié)同作用，如溫度和CO2變化、溫度和水位下降，以及溫度和酸沉降等；但有些影響因素則互相緩沖或者掩蓋，如暴雨、雪融與酸沉降等。同時這一理論也可以用來解釋部分研究結論存在的差異。

近年來對土壤DOC動態(tài)變化開展了大量的定性研究，而各個因素的作用機制仍未得出明確的結論。國外部分研究學者在研究地表水中DOC動態(tài)變化時，將時間序列模型應用于DOC長期變化趨勢驅(qū)動因子研究中。這種將影響因素對土壤中DOC動態(tài)變化的作用強度進行量化的研究方法能夠描述在不同的地區(qū)和條件下時間及空間因子對DOC的產(chǎn)生過程、溶解過程和遷移過程的影響，對影響因素作用機制的探究具有重要的意義。然而國內(nèi)應用此類方法對土壤DOC影響因素進行量化的研究很少見，迫切需要開展這方面的研究。

此外在對上述影響因素的研究過程中，前人所應用的研究方法不盡相同。但是研究表明，土壤中各有機物含量的測定結果與樣品采集方法、樣品保存及前處理方法等一些條件密切相關，如對DOC含量的測定，樣品浸提是影響溶液中有機碳含量的關鍵一步，浸提液、浸提時間及過濾方式的不同均將對測定結果產(chǎn)生一定的影響。為此統(tǒng)一DOC含量測定方法，或者對不同的方法進行校正，是對不同研究學者得到的研究結論進行對照和比較的前提，也是對大尺度時空范圍內(nèi)DOC動態(tài)變化趨勢準確掌握和分析的基礎。