同步熒光結(jié)合主成分與二維相關(guān)研究鹽堿性土溶解性有機質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)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(huán)境學院， 山東 濟南 250014 2. 中國環(huán)境科學研究院流域水環(huán)境污染綜合治理研究中心， 北京 100012

引 言

土壤溶解性有機質(zhì)(soil dissolved organic matter, SDOM)是一種復(fù)雜混合物， 具有多種生態(tài)功能和地球化學特征， 是地球多個圈層間的聯(lián)系樞紐[1]。 SDOM對營養(yǎng)物與污染物的遷移轉(zhuǎn)化及碳循環(huán)有重要影響， SDOM含量與質(zhì)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(tài)環(huán)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(jié)構(gòu)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(yōu)點[7-8]， 廣泛應(yīng)用于表征SDOM中的芳香族氨基酸、 腐殖質(zhì)等熒光類物質(zhì)[9]。 通過傳統(tǒng)的尋峰法， SDOM表征類蛋白、 微生物代謝產(chǎn)物及腐殖酸類物質(zhì)[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(yīng)用中存在著一定的局限性。 應(yīng)用二維相關(guān)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(qū)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(yīng)用到SFS中， 將復(fù)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(jié)合PCA與二維相關(guān)光譜， 分析鹽堿土DOM組成與結(jié)構(gòu)特征， 揭示熒光組分的空間分異規(guī)律， 闡釋熒光組分響應(yīng)關(guān)系及遷移轉(zhuǎn)化機制。

1 實驗部分

1.1 研究區(qū)域

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