涼水自然保護區森林土壤有機質中糖類的分布

王 強 張玉峰 陳曉梅

(1.齊齊哈爾市梅里斯區林業局，黑龍江 齊齊哈爾 161021；2.鶴崗市林業局，黑龍江 鶴崗 156200；

國內關于土壤糖類分布的研究報導并不多。本文取材于涼水自然保護區森林生態系統中不同海拔、 不同植被、 不同林型下發育的各種土壤， 分析它的糖類組成及其量的差異， 借以進一步了解它參與土壤物質轉化和能量運動的作用。

1 材料和方法

研究所用的土壤采自涼水自然保護區的不同海拔、不同植被、不同林型下發育的各種土壤，其性質見表1。

表1涼水自然保護區土壤類型

2 分析方法

中性糖含量用酚—硫酸比色法測定；中性糖組分用氣相色譜分析；糖醛酸含量用咔唑—硫酸比色法測定；氨基糖含量用對二甲基氨基苯甲醛比色法測定。

3 結果

對涼水自然保護區不同海拔、不同植被、不同林型下發育的森林土壤剖面中的中性糖、糖醛酸以及氨基糖含量分析結果表明，這些土壤在不同生態因子影響下，它們之間的含量有明顯的差異，無論是中性糖含量，或者是糖醛酸含量，或者是氨基糖含量，均以山地生草森林土和闊葉紅松林下的暗棕色森林土為最高，其次是以針葉林為主的山地棕色針葉林土。

其次，從表2結果可看到，涼水自然保護區森林土壤表土中，總糖(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的含量為1 904～4 468mg/100g土，其中中性糖含量為1 659～3 624mg/100g土，糖醛酸含量為130～416mg/100 g土，氨基糖含量為115～28mg/100g土，同時總糖量占土壤有機質含量的9.4%～16.2%，其中中性糖占8.0%～13.4%,糖醛酸占0.9%～1.5%,氨基糖占0.5%～1.6%。像土壤有機質含量在土壤中分布一樣，土壤中糖類含量也明顯地隨土層加深而減少。

表2涼水自然保護區森林土壤中糖類含量

另一方面，用氣相色譜法分析證明，涼水自然保護區森林土壤中，中性糖由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、巖藻糖所構成。但是各種中性糖的含量所占的百分比，不同土壤類型存在一定的差異。在闊葉紅松林下發育的山地暗棕色森林土的表土中，以及在針葉林為主發育的山地棕色針葉林土，均是葡萄糖>甘露糖>半乳糖>阿拉伯糖>木糖>鼠李糖>核糖>巖藻糖。在闊葉林為主發育的山地生草森林土中是葡萄糖>半乳糖>甘露糖>木糖>阿拉伯糖>核糖>鼠李糖>巖藻糖(表3)。

涼水自然保護區土壤中，表土的中性糖組成所占的比例是，葡萄糖為22.9%～5.5%，甘露糖為10.4%～17.5%，半乳糖為12.5%～22.9%，木糖為6.7%～14.3%，阿拉伯糖為5.47%～15.9%,核糖為2.1%～5.2% ,鼠李糖為2.6%～8.1%，巖藻糖為1.0%～3.4%。在所分析的4個土壤表土中，葡萄糖含量以山地棕色針葉林土為最高，可達45.5%。

從表3尚可看到，不同森林土壤的中性糖組成中，己糖(葡萄糖+甘露糖+半乳糖)與戊糖(木糖+核糖+阿拉伯糖)和脫氧糖(鼠李糖+巖藻糖)與戊糖之克分子比也存在一定的差異，各有其相應的比值。在針闊混交林下的山地暗棕色森林土和岳樺林下山地生草森林土表層的H/P/D值分別為2.3/1/0.4和2.5/1/0.2，顯著地比以針葉林為主的山地棕色針葉林土低。在山地棕色針葉林表層的H/P/D值為3.5/1/0.5。

表3涼水自然保護區土壤中中性糖組成的比較(%)

H=己糖(葡萄糖+甘露糖+半乳糖)克分子數。

P=戊糖(木糖+核糖+阿拉伯糖)克分子數。

D=脫氧糖(鼠李糖+巖藻糖)克分子數。

4 討論

涼水自然保護區位于黑龍江省，該地區氣候溫和，地形復雜，樹種繁多，森林資源極為豐富，是我國木材生產的重要基地。隨著海拔變化，土壤也有規律地由一種土壤被另一種土壤所更替，在這種生態條件影響下，土壤微生物三大類群的數量變化也是有規律的，由于土類和林型的不同，細菌、真菌和放線菌組成的百分比也隨之不同。

從各種林型下土壤總糖量(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的變化來看以闊葉紅松林下暗棕色森林土為最高(4 468mg/100g土)，與微生物相對應；岳樺林下山地生草森林土次之(3 310mg/100g土)，針葉林下山地棕色針葉林土最低(2 000mg/100g土)，占土壤有機質含量的9.4%(表2)。

不同土壤中糖的水平，在很大程度上取決于土壤中總的有機質含量，因此影響有機質輸入和分解率的諸因子必然影響土壤中的含量。闊葉紅松林下暗棕色森林土，岳樺林下山地生草森林土，由于土壤積累較多的有機質，微生物活動也較為旺盛，因此土壤中糖類化合物含量較高。

分析結果表明，涼水自然保護區土壤表土中，糖類化合物(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的總量約占土壤有機質含量的9.3%～16.2%。其中，中性糖占8%～13.4%,糖醛酸占0.8%～1.5%，氨基糖占0.5%～1.6%(表2)。同時涼水自然保護區土壤的中性糖是由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、核糖及巖藻糖所構成(表3)。盡管不同土壤中的中性糖的組成相同，但是，正如表3所示，在不同土壤中的各種單糖，它們含量所占的百分數有顯著的差異，這種差異可能是由于森林土壤中植物凋落的組成不同，以及植物殘體分解程度不同所引起的。

一般認為，土壤中甘露糖和半乳糖以及核糖和鼠李糖主要來自于微生物的生命活動，木糖和阿拉伯糖主要來自于植物殘體。本文也計算了這些糖類化合物之間的克分子比的關系。計算結果表明，不同土壤之間存在著一定的差異，此差異與森林類型有關。在岳樺林下發育的山地生草森林土表層的H/P/D=2.5/1/0.2。關于這種差異與植被組成和植物殘體分解程度之間的關系有待進一步研究。

5 小結

涼水自然保護區森林土壤表層中，糖類化合物的含量占土壤有機質含量的9.4%～16.2%。它們的中性糖均由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖和巖藻糖所構成，但是在不同森林土壤中各種單糖含量的百分比存在一定的差異。在闊葉紅松林下發育的山地暗棕色森林土以及在針葉林為主發育的山地棕色針葉林土，均是葡萄糖>甘露糖>半乳糖>阿拉伯糖>木糖>鼠李糖>核糖>巖藻糖。在闊葉林為主發育的山地生草森林土中是葡萄糖>半乳糖>甘露糖>木糖>阿拉伯糖>核糖>鼠李糖>巖藻糖。

[1]中國科學院林業土壤研究所.中國東北土壤[M].北京：科學出版社,1980.

[2]何萬云,張之一,林伯群.黑龍江土壤[M].北京：中國農業出版社,1992.

[3]張之一,單志遠.關于黑龍江省地力問題的意見——關鍵在于有一個良好的生態環境[J].農村展望,1988,(4):8～16.

[4]徐明崗,于榮,王伯人.土壤活性有機質的研究進展[J].土壤肥料,2000,(6):3～7.

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