凉水自然保护区森林土壤有机质中糖类的分布

王 强 张玉峰 陈晓梅

(1.齐齐哈尔市梅里斯区林业局，黑龙江 齐齐哈尔 161021；2.鹤岗市林业局，黑龙江 鹤岗 156200；

国内关于土壤糖类分布的研究报导并不多。本文取材于凉水自然保护区森林生态系统中不同海拔、 不同植被、 不同林型下发育的各种土壤， 分析它的糖类组成及其量的差异， 借以进一步了解它参与土壤物质转化和能量运动的作用。

1 材料和方法

研究所用的土壤采自凉水自然保护区的不同海拔、不同植被、不同林型下发育的各种土壤，其性质见表1。

表1凉水自然保护区土壤类型

2 分析方法

中性糖含量用酚—硫酸比色法测定；中性糖组分用气相色谱分析；糖醛酸含量用咔唑—硫酸比色法测定；氨基糖含量用对二甲基氨基苯甲醛比色法测定。

3 结果

对凉水自然保护区不同海拔、不同植被、不同林型下发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结果表明，这些土壤在不同生态因子影响下，它们之间的含量有明显的差异，无论是中性糖含量，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阔叶红松林下的暗棕色森林土为最高，其次是以针叶林为主的山地棕色针叶林土。

其次，从表2结果可看到，凉水自然保护区森林土壤表土中，总糖(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的含量为1 904～4 468mg/100g土，其中中性糖含量为1 659～3 624mg/100g土，糖醛酸含量为130～416mg/100 g土，氨基糖含量为115～28mg/100g土，同时总糖量占土壤有机质含量的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%。像土壤有机质含量在土壤中分布一样，土壤中糖类含量也明显地随土层加深而减少。

表2凉水自然保护区森林土壤中糖类含量

另一方面，用气相色谱法分析证明，凉水自然保护区森林土壤中，中性糖由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、岩藻糖所构成。但是各种中性糖的含量所占的百分比，不同土壤类型存在一定的差异。在阔叶红松林下发育的山地暗棕色森林土的表土中，以及在针叶林为主发育的山地棕色针叶林土，均是葡萄糖>甘露糖>半乳糖>阿拉伯糖>木糖>鼠李糖>核糖>岩藻糖。在阔叶林为主发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>岩藻糖(表3)。

凉水自然保护区土壤中，表土的中性糖组成所占的比例是，葡萄糖为22.9%～5.5%，甘露糖为10.4%～17.5%，半乳糖为12.5%～22.9%，木糖为6.7%～14.3%，阿拉伯糖为5.47%～15.9%,核糖为2.1%～5.2% ,鼠李糖为2.6%～8.1%，岩藻糖为1.0%～3.4%。在所分析的4个土壤表土中，葡萄糖含量以山地棕色针叶林土为最高，可达45.5%。

从表3尚可看到，不同森林土壤的中性糖组成中，己糖(葡萄糖+甘露糖+半乳糖)与戊糖(木糖+核糖+阿拉伯糖)和脱氧糖(鼠李糖+岩藻糖)与戊糖之克分子比也存在一定的差异，各有其相应的比值。在针阔混交林下的山地暗棕色森林土和岳桦林下山地生草森林土表层的H/P/D值分别为2.3/1/0.4和2.5/1/0.2，显著地比以针叶林为主的山地棕色针叶林土低。在山地棕色针叶林表层的H/P/D值为3.5/1/0.5。

表3凉水自然保护区土壤中中性糖组成的比较(%)

H=己糖(葡萄糖+甘露糖+半乳糖)克分子数。

P=戊糖(木糖+核糖+阿拉伯糖)克分子数。

D=脱氧糖(鼠李糖+岩藻糖)克分子数。

4 讨论

凉水自然保护区位于黑龙江省，该地区气候温和，地形复杂，树种繁多，森林资源极为丰富，是我国木材生产的重要基地。随着海拔变化，土壤也有规律地由一种土壤被另一种土壤所更替，在这种生态条件影响下，土壤微生物三大类群的数量变化也是有规律的，由于土类和林型的不同，细菌、真菌和放线菌组成的百分比也随之不同。

从各种林型下土壤总糖量(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的变化来看以阔叶红松林下暗棕色森林土为最高(4 468mg/100g土)，与微生物相对应；岳桦林下山地生草森林土次之(3 310mg/100g土)，针叶林下山地棕色针叶林土最低(2 000mg/100g土)，占土壤有机质含量的9.4%(表2)。

不同土壤中糖的水平，在很大程度上取决于土壤中总的有机质含量，因此影响有机质输入和分解率的诸因子必然影响土壤中的含量。阔叶红松林下暗棕色森林土，岳桦林下山地生草森林土，由于土壤积累较多的有机质，微生物活动也较为旺盛，因此土壤中糖类化合物含量较高。

分析结果表明，凉水自然保护区土壤表土中，糖类化合物(中性糖+糖醛酸+氨基糖)的总量约占土壤有机质含量的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)。同时凉水自然保护区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、核糖及岩藻糖所构成(表3)。尽管不同土壤中的中性糖的组成相同，但是，正如表3所示，在不同土壤中的各种单糖，它们含量所占的百分数有显著的差异，这种差异可能是由于森林土壤中植物凋落的组成不同，以及植物残体分解程度不同所引起的。

一般认为，土壤中甘露糖和半乳糖以及核糖和鼠李糖主要来自于微生物的生命活动，木糖和阿拉伯糖主要来自于植物残体。本文也计算了这些糖类化合物之间的克分子比的关系。计算结果表明，不同土壤之间存在着一定的差异，此差异与森林类型有关。在岳桦林下发育的山地生草森林土表层的H/P/D=2.5/1/0.2。关于这种差异与植被组成和植物残体分解程度之间的关系有待进一步研究。

5 小结

凉水自然保护区森林土壤表层中，糖类化合物的含量占土壤有机质含量的9.4%～16.2%。它们的中性糖均由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖和岩藻糖所构成，但是在不同森林土壤中各种单糖含量的百分比存在一定的差异。在阔叶红松林下发育的山地暗棕色森林土以及在针叶林为主发育的山地棕色针叶林土，均是葡萄糖>甘露糖>半乳糖>阿拉伯糖>木糖>鼠李糖>核糖>岩藻糖。在阔叶林为主发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>岩藻糖。

[1]中国科学院林业土壤研究所.中国东北土壤[M].北京：科学出版社,1980.

[2]何万云,张之一,林伯群.黑龙江土壤[M].北京：中国农业出版社,1992.

[3]张之一,单志远.关于黑龙江省地力问题的意见——关键在于有一个良好的生态环境[J].农村展望,1988,(4):8～16.

[4]徐明岗,于荣,王伯人.土壤活性有机质的研究进展[J].土壤肥料,2000,(6):3～7.

[5]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社,1978.