同步熒光結合主成分與二維相關研究鹽堿性土溶解性有機質組成與結構特征

陳營營， 鄭昭佩， 楊 芳， 白 楊， 于會彬

1. 山東師范大學地理與環境學院， 山東 濟南 250014 2. 中國環境科學研究院流域水環境污染綜合治理研究中心， 北京 100012

引 言

土壤溶解性有機質(soil dissolved organic matter, SDOM)是一種復雜混合物， 具有多種生態功能和地球化學特征， 是地球多個圈層間的聯系樞紐[1]。 SDOM對營養物與污染物的遷移轉化及碳循環有重要影響， SDOM含量與質量深受物理、 化學和生物、 過程的控制[2-4]。 因此， SDOM被視為評估生態環境的重要指標。

C13核磁共振、 高效液相色譜、 紅外光譜、 紫外可見光譜與熒光光譜等被用來研究SDOM組成與結構特征[5-8]。 熒光光譜具有檢測速度快、 不改變樣品性狀、 成本低與信息量大等優點[7-8]， 廣泛應用于表征SDOM中的芳香族氨基酸、 腐殖質等熒光類物質[9]。 通過傳統的尋峰法， SDOM表征類蛋白、 微生物代謝產物及腐殖酸類物質[10]。 由于熒光峰的疊加而降低了光譜的分辨率， 在SDOM的分析應用中存在著一定的局限性。 應用二維相關方法來分析同步熒光光譜(synchronous fluorescence spectroscopy， SFS)， 不僅通過放大波段信號而分解重疊峰， 而且能夠區分外部擾動而引起的細微光譜變化順序[10-11]。 此外， PCA已被廣泛應用到SFS中， 將復雜的光譜信號分解成線性獨立分量， 而且表征樣本的相似性和差異性特征。

本研究利用SFS結合PCA與二維相關光譜， 分析鹽堿土DOM組成與結構特征， 揭示熒光組分的空間分異規律， 闡釋熒光組分響應關系及遷移轉化機制。

1 實驗部分

1.1 研究區域

河套灌區位于內蒙古自治區巴彥淖爾市境內， 灌區東西長250 km， 南北寬50 km， 總灌溉面積5 740 km2。……