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2026 , Vol. 24 >Issue 1: 68 - 78

DOI: https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.20250018

湿地生物地球化学循环

中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质含量及光谱特性的区域性差异

  • 桑娈 , 1, 2 ,
  • 张仲胜 , 1, * ,
  • 赵雯雯 1 ,
  • 武浩波 1, 2 ,
  • 张子墨 1 ,
  • 武海涛 1
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张仲胜，研究员。E-mail:

桑娈（2001—），女，山东省济宁人，硕士研究生，从事湿地生态学研究。E-mail:

收稿日期: 2025-01-20

  修回日期: 2025-04-24

  网络出版日期: 2026-03-12

版权

版权所有©《湿地科学》编辑部2026
桑娈, 张仲胜, 赵雯雯, 等. 中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质含量及光谱特性的区域性差异[J]. 湿地科学, 2026, 24(1): 68-78 [Sang L, Zhang Z S, Zhao W W, et al. Regional differences in dissolved organic matter content and spectral characteristics of typical swamp wetland soils in China. Wetland Science, 2026, 24(1): 68-78
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Regional differences in dissolved organic matter content and spectral characteristics of typical swamp wetland soils in China

  • Sang Luan , 1, 2 ,
  • Zhang Zhongsheng , 1, * ,
  • Zhao Wenwen 1 ,
  • Wu Haobo 1, 2 ,
  • Zhang Zimo 1 ,
  • Wu Haitao 1
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Received date: 2025-01-20

  Revised date: 2025-04-24

  Online published: 2026-03-12

Copyright

Copyright ©2026 Wetland Science. All rights reserved.
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摘要

湿地土壤溶解性有机质(DOM)是反映土壤有机碳库变化的敏感指标，其变化特征与驱动因素一直是国内外的研究热点，然而其是否存在区域性差异却鲜有研究。本研究选取大兴安岭、内蒙古、青海和西藏4个典型气候区的沼泽湿地，通过紫外–可见光谱(UV-Vis)和三维荧光激发–发射矩阵(3D-EEM)技术，结合平行因子分析(PARAFAC)，系统探究了土壤DOM的空间分异规律及其环境驱动机制。研究结果表明，沼泽湿地土壤DOM含量及光谱特性区域差异显著，大兴安岭沼泽湿地土壤DOM含量最高；青海沼泽湿地土壤DOM芳香化与腐殖化程度较高；青藏高原沼泽湿地受高海拔和极端气候影响，土壤DOM以自生源特征为主，自生源指数(BIX)值最高。此外，DOM的空间分布与经纬度显著相关，呈现地带性规律，随着纬度升高，DOM含量增加而腐殖化程度降低，体现了气候–植被–微生物系统的协同调控。土壤pH与DOM含量负相关，但与芳香性组分正相关；结构方程模型表明，地理空间位置是大区域尺度DOM分异的主控因子，局地尺度上植被生物量起主导作用。

本文引用格式

桑娈 , 张仲胜 , 赵雯雯 , 武浩波 , 张子墨 , 武海涛 . 中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质含量及光谱特性的区域性差异[J]. 湿地科学, 2026 , 24(1) : 68 -78 . DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.20250018

Abstract

Dissolved organic matter (DOM) in wetland soil is a sensitive indicator reflecting the change of soil organic carbon pool, and its variation characteristics and driving factors have been a research hotspot at home and abroad. However, there is little research on whether it has regional differences. In this study, we selected marsh wetlands in four typical climatic regions of Da Hinggan Mountains, Inner Mongolia, Qinghai, and Xizang, and used ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and three-dimensional fluorescence excitation-emission matrix (3D-EEM) techniques to investigate the effects of climate change on the wetland ecosystem, combined with PARAFAC analysis, the spatial variation of soil DOM and its environmental driving mechanism were systematically explored. The results showed that the content and spectral characteristics of soil DOM were significantly different in different regions. The content of soil DOM was the highest in Da Hinggan Mountains, and the aromatization and humification of soil DOM were higher in Qinghai affected by high altitude and extreme climate, the soil DOM of the marsh wetland on the Qinghai-xizang plateau was dominated by abiotic characteristics, and the abiotic index (BIX) value was the highest. In addition, the spatial distribution of DOM was significantly correlated with latitude and longitude, showing a zonal pattern. With the increase of latitude, the content of DOM increased and the degree of humification decreased, reflecting the cooperative regulation of the climate-vegetation-microorganism system. Soil pH was negatively correlated with DOM content, but positively correlated with aromatic components. Structural equation modeling showed that geospatial location was the main controlling factor for DOM differentiation at large regional scales, and that soil pH could be used as a proxy for DOM variability at large regional scales, and vegetation biomass played a dominant role at the local scale.

湿地位于水陆交错带，在碳循环、生物多样性维持、水质净化等方面发挥着关键作用[1]。溶解性有机质(DOM)是湿地碳循环的重要组成部分，对土壤碳库稳定与转化过程起着重要作用[2]。湿地土壤DOM含量较其他生态系统(如森林、草原等)普遍较高[3]。DOM的重要生态功能与其含量和分子组成密切相关[4]。湿地DOM主要来源于植物残体、微生物分解产物、土壤有机质等[5]，其分子组成复杂多样，主要由腐殖质、氨基酸、糖类等有机分子构成，且表现出显著的地理差异和季节性变化特征[6]。低分子有机酸如氨基酸、脂肪酸等在湿地土壤DOM中占据较大比例，易被土壤微生物代谢，并在与金属离子或矿物表面发生配位作用时具有较高的反应活性[7]。糖类物质主要来自植物残体分解释放，能够提高DOM的溶解性并为微生物提供能量[8]。不同类型湿地土壤DOM的化学组成存在明显差异：草甸湿地DOM以单糖、氨基酸等小分子物质为主，而沼泽湿地DOM则富含腐殖质类大分子化合物[6]。DOM分子组成的差异主要受植被、微生物、水文条件等环境因素的综合调控。目前，对湿地DOM含量、组成、来源等的研究较多，但DOM的空间分布及其光谱特征是否具有地带性仍鲜有报道。
水热波动是影响湿地土壤DOM分子多样性的关键因素[9-11]。温度升高会加速DOM的降解并增加DOM的芳香性与分子量[12-13]。微生物与pH是影响湿地土壤DOM分子多样性的重要因素。湿地中的微生物优先降解低分子质量、高氮含量、高含氧量的DOM分子，如糖类、蛋白质、多肽类、氨基酸等[14-15]。湿地pH升高可提高DOM的芳香性，而pH降低时，植物来源的多酚和燃烧源的多环芳烃化合物的相对含量减少，脂肪族化合物和不饱和化合物的相对含量则增加[16]。水分变化和降水频率通过影响微生物活性、土壤结构和团聚体形成导致DOM显著波动[17-19]。例如，降水减少会导致泥炭沼泽土壤DOM含量下降，而高强度的干湿交替会加剧DOM消耗[20]。植被类型通过影响凋落物数量、质量及其分解速率影响土壤DOM含量与特性[21]。植物根系以及植物残体(如木质素、纤维素含量等)对DOM释放有显著影响，导致不同地区和植被类型下土壤DOM含量与结构差异较大[22]。湿地土壤DOM的变化是多重环境因素交互作用的结果，目前针对湿地土壤DOM的结构及其影响因素的相关研究较少。
光谱技术能够有效解析湿地DOM的光学特性和分子结构，揭示DOM复杂结构的来源和转化过程[23-24]。紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)通过测定DOM中共轭体系的吸收特性，能有效反映其分子量、来源、芳香度和疏水组分含量[25-27]，获得的光谱参数如单位浓度的吸光值(aλ)、芳香化指数(SUVA254)、光谱斜率比值(RS)等对DOM分子量的大小、来源及芳香程度、疏水组分含量等具有重要的指示作用[23,28]。三维荧光光谱(EEMs)能够同时获取激发和发射波长信息，识别和表征DOM中的不同荧光组分[29]，已被广泛应用于三维荧光数据分析[30]。DOM主要包含两类荧光物质：类腐殖质和类蛋白质[31-33]。根据三维荧光数据计算出的光谱参数，如荧光指数(FI)、自生源指数(BIX)、腐殖化指数(HIX)等，可获取DOM的来源及结构变化信息等[34]。将DOM的光谱特征与环境因子关联，可揭示地理尺度上沼泽湿地DOM含量及其光谱特性是否具有地带性特征，并揭示湿地土壤DOM动态变化与环境因子之间的复杂关系，从而极大地丰富对湿地碳生物地球化学过程的理解。
基于此，本研究聚焦中国大兴安岭、内蒙古、青海和西藏四大区域的典型沼泽湿地，分别代表湿润森林沼泽、半干旱草本盐沼、淡水沼泽和高原河滨湿地，研究沼泽湿地土壤DOM含量、分布特征及光谱特征，探究沼泽湿地土壤DOM的地带性分布规律及其影响因素，以期深化对沼泽湿地DOM动态和特性的理解，为理解湿地碳周转过程提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况与样品采集

2016—2022年在大兴安岭森林沼泽设置27个采样点，在内蒙古草本盐沼设置1个采样点，在青海淡水沼泽设置21个采样点，在西藏高原河滨湿地设置23个采样点，共计72个采样点(图1)，分别采集表层(0~30 cm)土壤样本。森林沼泽植被主要为笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)、毛薹草(Carex lasiocarpa)和丛桦(Betula fruticosa)；盐碱沼泽地表植被主要为芦苇(Phragmites australis)；高寒湿地植被以藏蒿草(Artemisia vulgaris)和莎草(Cyperus rotundus)为主。
1 Distribution of sampling sites in typical Chinese marshes

中国典型沼泽湿地采样点分布

采用五点混合法，利用土钻(直径7.75 cm)采集土壤样品，并详细记录每个采样点的地理位置、植被状况、地貌特征、水文条件等信息。将采集的土壤在室内阴凉处自然风干，挑去石块、草根后，粉碎，过100目筛，密封于自封袋中−4 ℃保存待测。

1.2 测定指标与方法

土壤理化性质的测定方法参照文献[35]。采用重铬酸钾外加热法测定土壤总有机碳(SOC)含量；使用pH酸度计(PHS-25)测定土壤pH，水土比为5∶1[36]；采用105 ℃烘干恒重法测定土壤含水量。
采用水浸提法，测定土壤DOM：将2.00 g冻干后通过100目筛的土壤样品置于离心管中，加入20 mL超纯水(水土比10∶1)，振荡处理4 h后，以6 000 rpm离心30 min，取上清液通过0.45 μm滤膜过滤后，使用总有机碳分析仪(TOC 2000，港东，天津)测定可溶性有机碳(DOC)，以DOC含量代表DOM含量[37]。

1.3 DOM光谱特征测定

利用紫外可见分光光度计(UV-6100 MPC)扫描测定紫外–可见吸收光谱，以超纯水为空白对照，扫描速度设为1 nm，波段范围在200~800 nm之间[38]。采用SUVA254表征DOM的芳香化程度，SUVA254是DOM溶液在254 nm下的紫外吸光度与DOM含量的比值[39]，SR值则用于反映DOM的来源组成和结构变化[40]。
使用荧光光谱仪(日立-F4700)对DOM进行荧光检测。主要参数设置为：氙灯光源激发功率150 W，PMT电压700 V，激发波长(Ex)范围为200~500 nm，发射波长(Em)范围为250~600 nm，Ex和Em的间隔宽度均为5 nm，扫描速度为2 400 nm/min。所有样品均在室温下测定，以超纯水为空白去除拉曼散射和瑞利散射[41]。采用FI、BIX和HIX指数表征土壤DOM的来源和结构特征。FI值常用来评估DOM腐殖质来源。若FI小于1.4，表明DOM主要来自外源输入(如有机物质转化)；若FI大于1.9，表明DOM主要源自微生物分解，表现出显著的自生源特征[42]。BIX是衡量DOM自生源贡献的重要参数。HIX用于衡量DOM的腐殖化程度，其值越高，腐殖化程度和共轭双键结构数量越多[43]。
运用PARAFAC模型分析三维荧光光谱，并根据Ex/Em特征识别主要峰，采用荧光强度(F)来表征其相对强度及各组分荧光贡献率的大小。

1.4 环境数据提取

采用归一化植被指数(NDVI)、净生产力(NPP)、叶面积指数(LAI)、地面温度(LST)等表征采样点多年植被覆盖及生产力等，数据来源于MODIS数据集(https://lpdaac.usgs.gov/products)；温度和降水量数据来源于ERA5数据集(https://cds.climate.copernicus.eu/datasets)，时间范围均为2001—2020年。通过ArcGIS 10.5软件对研究区范围的数据进行提取，所有图层重采样至1 km并利用栅格计算器进行均值的计算，最后通过值提取到点的方式获取采样点的气候和植被数据。

1.5 数据统计

使用R 4.3.0进行数据处理与计算。分别采用corrplot、ggplot2包进行相关分析、方差分析及出图，显著性水平设定为0.05。利用Fl solution和Matlab 2020a软件，对三维荧光光谱仪测得的谱图进行去除空白及平行因子分析(PARAFAC)。采用plspm包构建结构方程模型，以分析地理位置、气候、植被与土壤因素对DOM及其光谱特征的影响。

2 结果与分析

2.1 典型沼泽湿地土壤DOM含量及区域差异

大兴安岭、内蒙古、青海和西藏沼泽湿地土壤碳含量存在明显差异(表1)。大兴安岭沼泽湿地土壤SOC含量及DOM含量显著高于内蒙古、青海和西藏(p<0.05)。青藏高原沼泽湿地DOM及SOC含量普遍较低。值得注意的是，内蒙古沼泽湿地DOM/SOC比值远高于大兴安岭与青海。
1 Soil physical and chemical properties, contents and spectral characteristics of dissolving organic materials in four typical marsh wetlands of China

中国典型沼泽湿地土壤理化性质、溶解性有机质含量及光谱特征

指标 大兴安岭 内蒙古 青海 西藏
范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值
注：小写字母不同表示在p<0.05水平上差异显著(Tukey 检验)，小写字母相同表示不同处理间无显著差异(p≥0.05)。
溶解性有机质质量比/(g/kg) 0.85~2.69 (1.73±0.14)a 0.89~2.42 (1.45±0.15)a 0.28~0.86 (0.61±0.12)b 0.09~1.32 (0.76±0.26)b
有机碳质量比/(g/kg) 25.91~682.88 (306.38±0.41)a 16.46~239.25 (82.94±0.36)b 31.86~193.40 (44.15±0.22)b 11.77~144.06 (38.11±0.34)b
溶解性有机质
占有机碳的比例/%		 0.20~5.46 (1.15±0.39)a 0.86~6.42 (2.67±0.26)b 0.37~2.62 (0.97±0.25)c 0.57~7.58 (2.13±0.35)ab
pH 4.46~5.98 (5.31±0.03)a 6.71~8.55 (7.65±0.04)b 5.67~7.67 (6.96±0.04)c 4.66~8.40 (7.35±0.05)b
荧光指数FI 1.56~1.75 (1.66±0.01)a 1.40~1.86 (1.61±0.04)a 1.49~1.80 (1.60±0.02)ab 1.43~2.05 (1.67±0.03)b
自生源指数BIX 0.59~0.92 (0.68±0.04)a 0.48~0.95 (0.71±0.10)a 0.61~1.02 (0.75±0.06)a 0.61~1.44 (0.84±0.09)b
腐殖化指数HIX 1.32~5.37 (2.53±0.19)a 0.21~0.99 (0.51±0.22)b 1.53~6.60 (3.12±0.17)a 0.85~11.99 (2.85±0.30)a
SUVA254 0.09~0.56 (0.31±0.25)a 0.31~1.12 (0.59±0.17)bc 0.53~2.35 (1.48±0.18)bc 0.16~2.59 (1.05±0.38)ab
光谱斜率比值SR 2.81~4.82 (3.74±0.07)a 3.08~4.28 (3.60±0.04)a 3.77~6.48 (5.05±0.07)b 1.56~4.88b (3.07±0.11)c

2.2 土壤DOM紫外–可见光光谱(UV-Vis)特征

中国典型沼泽湿地土壤DOM的SUVA254均值为0.70±0.28(表1)。青海沼泽湿地土壤SUVA254均值最高，表明该区域湿地土壤DOM高度腐殖化，并富含疏水组分。大兴安岭沼泽湿地土壤SUVA254含量较低，其芳香性和疏水性较弱。西藏沼泽土壤DOM具有中等程度的芳香性和疏水性，体现了高海拔、低温和特殊生态环境对DOM性质的深刻影响。4个区域土壤SR值均大于1，表明DOM主要来源于生物过程，生物源DOM占主导地位。

2.3 土壤DOM三维荧光光谱(3DEEM)特征

基于三维荧光光谱分析，研究区土壤DOM主要由两种类腐殖质和类蛋白质组分构成(表2，图2)。大兴安岭沼泽湿地土壤DOM呈现典型的陆源输入特征，C1组分(Ex=260 nm, 310 nm; Em=410 nm)具有富里酸特性，C4组分(Ex=270 nm, 370 nm; Em=470 nm)显示腐殖酸特征(D峰)，反映出DOM主要源于地表植被的腐解过程，指示大兴安岭沼泽湿地土壤DOM具有显著的外源性输入特征。C2组分(Ex=230 nm, 280 nm; Em=330 nm, 370 nm)为类色氨酸(T峰)，C3组分(Ex=200 nm; Em=310 nm, 370 nm)为类酪氨酸(B峰)，反映了微生物活动对DOM的显著贡献。从各组分的荧光强度来看，大兴安岭沼泽湿地FC1、FC2、FC3、FC4的DOM总体荧光强度的平均贡献率分别为(0.28±0.08)%、(0.37±0.12)%、(0.21±0.12)%和(0.14±0.04)%。与代表陆源输入的腐殖质成分FC4相比，类蛋白质(色氨酸类)在大兴安岭湿地土壤腐殖质中占主导地位，表明生物源输入是该区域土壤DOM的重要组成部分(图3)。
2 Characteristics of main fluorescence peaks of dissolved organic matter in four typical marsh wetland soils in China

中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质的主要荧光峰特征

区域 荧光组分 荧光峰位置 荧光组分类型 荧光峰 参考文献
激发波长/nm 发射波长/nm
大兴安岭 C1 260，310 410 富里酸(紫外光区和可见光区富里酸) A，C [39]
C2 230, 280 330, 370 类蛋白质(色氨酸类) T [44]
C3 200 310, 370 类蛋白质(酪氨酸类) B [45]
C4 270, 370 470 腐殖酸 D [46]
内蒙古 C1 240, 310 410 富里酸(紫外光区和可见光区富里酸) A，C [39]
C2 270 458~466 腐殖酸 D [46]
C3 230, 280 330 类蛋白质(色氨酸类) T [44]
C4 220 322，338 类蛋白质(色氨酸类) T [44]
青海 C1 240~260，310 402 富里酸(紫外光区和可见光区富里酸) A，C [39]
C2 270 458 腐殖酸 D [46]
C3 230, 280 338 类蛋白质(色氨酸类) T [44]
C4 220 306 类蛋白质(酪氨酸类) B [45]
西藏 C1 250 410 富里酸(紫外光区类富里酸) A [46]
C2 270 466 腐殖酸 D [44]
C3 230, 280 330 类蛋白质(色氨酸类) T [44]
C4 230 314 类蛋白质(酪氨酸类) B [39]
3 Proportion of maximum fluorescence intensity of different fluorescent substances in soils of four typical marsh wetlands in China

中国典型沼泽湿地土壤中不同荧光物质的最大荧光强度占比

内蒙古沼泽湿地DOM以微生物源组分为主，类色氨酸(C3+C4，T峰)占比显著高于腐殖质组分(C1+C2)。其中C1(Ex=240 nm, 310 nm; Em=410 nm)为富里酸，呈现A、C双峰特征，C2(Ex=270 nm; Em=458~466 nm)为典型腐殖酸，表明该区域DOM以内源输入为主导。
青藏高原不同沼泽湿地土壤DOM组成呈现明显的空间异质性。青海沼泽湿地以富里酸(FC1)为主要组分，其占比高于其他组分(图3)，反映了该区域DOM以陆源腐殖质输入为主。西藏沼泽湿地则表现为富里酸(FC1)与类蛋白质(色氨酸类，(FC2)共存，这种空间分异格局主要受温度、辐射等气候因子及微生物活性的共同调控。
2 Fluorescence fractions of soil dissolved organic matter in marsh wetlands of Da Hinggan Mountains (a), Inner Mongolia (b), Qinghai (c) and Xizang (d)

大兴安岭(a)、内蒙古(b)、青海(c)和西藏(d)沼泽湿地土壤溶解性有机质的荧光组分

Ex)和发射波长(Em)下荧光强度的程度。]]>

4个研究区沼泽湿地土壤DOM的FI值(1.4~1.9)显示(表1)，DOM以自生源输入为主，并存在外源贡献。BIX值呈现显著区域差异(p<0.05)，西藏最高(0.84±0.09)，大兴安岭最低(0.68±0.04)。在BIX值大于0.7的区域(内蒙古、青海、西藏)，DOM主要受生物过程(微生物活动、凋落物、根系分泌物)影响，而大兴安岭DOM(BIX值小于0.7)显示出较强的陆源特征。各区域的HIX值均小于4，内蒙古最低(0.51±0.22)，表明DOM腐殖化程度整体较低且存在区域差异。

3 讨　论

3.1 湿地土壤DOM含量特征及其与陆地生态系统的比较

在全球尺度上，森林、草地和农田土壤DOM平均含量分别为127.0 mg/kg、92.0 mg/kg和60.6 mg/kg，占SOC的比例分别为0.69%、0.23%和0.18%[47]。本研究中中国典型沼泽湿地土壤DOM平均含量为1 050 mg/kg，占总有机碳的比例为1.56%，显著高于其他生态系统(表3)，这与湿地独特的水文条件和植被类型密切相关。与排水良好的森林土壤相比，湿地长期的淹水环境抑制了有机质分解，促进了DOM积累[4]。淹水条件下铁锰氧化物还原强烈并释放结合态有机碳[14]，湿地季节性水位波动形成的干湿交替进一步促进了团聚体破坏和闭蓄态碳释放[20]，上述过程均可促进DOM的形成。湿地植被较高的凋落物产量和根系分泌物输入，可进一步增加土壤DOM含量[21]。相较之下，农田因频繁耕作增加了土壤透气性，微生物同化DOM的速率加快，导致DOM含量降低了60%以上[43]。内蒙古沼泽湿地土壤DOM与SOC的比值高达2.67%(表1)，表明该区域湿地土壤活性炭比例更高，可能与干旱条件下微生物活动对有机质的快速转化有关[54]。
3 Comparison of dissolved organic matter contents in different ecosystems

中国不同生态系统溶解性有机质含量比较

地点 生态系统 溶解性有机质
质量比/(mg/kg)		 参考文献
中国东北 森林 112.17~144.58 [47-48]
内蒙古高原 草地 79.85~106.18 [47,49-50]
华北平原 农田 53.01~69.23 [51-53]
大兴安岭、内蒙古、
青海、西藏		 湿地 86.82~2 691.46 本研究

3.2 土壤DOM光谱特征的地带性分异规律

本研究中典型沼泽湿地土壤DOM含量及光谱特征具有地带性分异规律，DOM含量与经纬度呈极显著正相关关系(R=0.73/0.74, p<0.05) (图4)。DOM含量随纬度升高显著增加，这与温度递减导致微生物活性降低，进而限制了微生物对DOM的利用效率密切相关[12]。DOM的腐殖化程度则随纬度升高呈降低趋势，这种空间分异格局主要受水热条件、微生物活动和植被类型变化的驱动，体现了“气候–植被–微生物”系统的协同调控作用[55]。在不考虑海拔的情况下，由西南(高海拔、暖湿)至东北(低海拔、冷干)，随着经纬度的增加，气候逐渐由暖变冷，驱动湿地类型由高寒湿草甸变为森林沼泽，湿地植被由草本为主转变为灌丛–草本混生，微生物活性逐渐受到低温限制，导致湿地土壤DOM及其光谱特征呈现出地带性特征[56]。
4 Relationship between soil dissolved organic matter, SUVA254 in typical marsh wetlands of China and latitude and longitude

中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质及SUVA254与经纬度的关系

DOM光谱参数与经纬度的相关性揭示了更深层次的地带性规律。FI值随经度增加呈上升趋势，表明东部湿润区更利于微生物来源DOM的产生。BIX值在西藏达到峰值，显著高于其他区域(F=5.149, p<0.05)(表1)，反映了高海拔强辐射环境下新鲜自生源DOM的累积特征[57]。紫外光谱参数的空间变异尤为显著。SUVA254值与经度呈负相关，表明干旱气候促进了芳香组分的积累[16]。类富里酸组分在西藏占比最高(38%)，且与腐殖酸组分呈显著负相关(p<0.05)，表明其可能作为腐殖化过程的中间产物，并在高寒条件下蓄积[58]。类蛋白质组分不仅彼此间存在负相关关系，与腐殖酸组分也呈显著负相关，暗示不同来源的DOM可能相互转化[44]。值得注意的是，DOM荧光组分与经纬度无显著相关性，说明荧光组分的产生主要受局部环境因子的调控。

3.3 土壤DOM及其光谱特征的调控机制

湿地土壤DOM含量及其光谱特征受到大区域尺度气候特征、地理位置和局地尺度植被与土壤理化性质的综合调控[17,20]。本研究构建了湿地土壤DOM含量及其光谱特征与环境因子之间的结构方程模型(图5)，模型的拟合优度Gof为0.6931，表明该模型能够较好地解释各变量间的相互作用关系。水热条件、空间分布及土壤性质对DOM含量及腐殖化程度具有负效应，而地表植被生物量对DOM及其腐殖化程度具有正效应(图5)。通过比较不同潜变量的路径系数，发现DOM含量及其腐殖化程度在大区域尺度上主要受地理空间位置的影响。
5 Structural equation modeling of soil dissolved organic matter and its controlling factors in typical marsh wetlands of China

中国典型沼泽湿地土壤溶解性有机质及其控制因素的结构方程模型

Gof为模型的拟合度，该模型的拟合度处于较高水平(0.693 1)，可正确反映不同变量间的相互作用关系。]]>

在局地尺度上，植被与土壤性质是DOM的主要影响因子[22]。土壤pH与DOM含量呈显著负相关(p<0.05)，而与SUVA254呈正相关，这种关系在内蒙古盐沼湿地尤为明显，碱性土壤环境(pH=7.65)不仅促进了芳香性组分的保留，还通过影响金属–有机复合物的形成改变了DOM的化学行为[16]。
在大区域尺度上，气候因子(包括年平均气温、降水量和蒸发量)通过改变水热格局对DOM含量和腐殖化程度产生了显著的负效应。这一结果与已有研究结果一致[19]，表明气候暖干化会加速微生物对DOM的降解，在干旱、半干旱区域尤为明显[11,18]。降水格局的变化通过影响土壤水分状况来调控DOM的迁移转化[17-19]。地理空间位置(经纬度)对DOM特征具有显著的正效应，进一步验证了DOM特性的地带性分异规律。DOM地带性分异主要源于气候梯度驱动的植被类型及微生物变化。从西南高寒草甸到东北森林沼泽的过渡过程中，NDVI和NPP增加显著促进了DOM的积累，特别是在大兴安岭区域，丰富的植被覆盖为土壤提供了大量植物残体输入[55]，同时冷湿气候限制了微生物对DOM的吸收利用，最终使得DOM及其光谱特征呈现出地带性特征[59]。

4 结　论

中国典型沼泽湿地土壤DOM含量及光谱特性存在显著的区域性差异。大兴安岭沼泽湿地土壤DOC含量最高；内蒙古沼泽湿地土壤DOM表现出较高的芳香化和腐殖化特征；青海和西藏沼泽湿地土壤DOM表现出较高的自生源特征。
DOM的空间分布呈现明显的地带性规律，主要受气候–植被–土壤的协同调控。随着经度或纬度的增加，DOM含量呈现明显的增加趋势，而其腐殖化程度却呈减少趋势。地理空间通过调控水热条件而深刻影响DOM的转化过程。
水热条件、空间分布及土壤性质对沼泽湿地土壤DOM含量及腐殖化程度具有负效应，而地表植被生物量则对其具有正效应。在大区域尺度上，沼泽湿地土壤DOM的光谱特征主要受地理空间位置影响；在局地尺度上，则主要受地表植被生物量的调控。

参考文献

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