基于三维荧光与绝对主成分算法的河滨带土壤腐殖酸组分及来源特性分析

来源：环境工程技术学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：唐辰睿, 后钧文, 李杰, 于会彬, 聂磊

摘要：分别采集蒲河生态区、城市区、城镇区和农村区河滨带不同深度土壤样品，基于三维荧光光谱结合绝对主成分分析和平行因子分析识别河滨带土壤腐殖酸的光谱特征，利用二维相关光谱分析其组分空间变化，并通过偏最小二乘法结构方程揭示土壤腐殖酸来源、组成与理化性质的响应关系。结果表明：1）生态区、城镇区和农村区河滨带土壤中，腐殖酸荧光强度随土壤深度的增加而增加，而城市区腐殖酸荧光强度的垂向变化无明显规律。2）土壤腐殖酸光谱中包含5个荧光组分（C1~C5），其中C1和C2分别为紫外光区和可见光区的类富里酸，C3为微生物代谢产物，C4和C5分别为紫外光区和可见光区的类胡敏酸。生态区以C3和C4（54.71%±4.74%）为主，城市区和城镇区以C3和C2（51.57%±3.09%）为主，农村区以C3和C5（52.96%±12.69%）为主。3）城市区紫外光区的类富里酸和类胡敏酸含量随土层深度优先发生变化，这主要归因于工业源、生活源等面源污染的影响；其他3个区域的荧光组分变动趋势与城市区的相反，均受到植物代谢、陆源土壤和农田退水等多因素作用。4）生态区和城镇区河滨带土壤新鲜有机质较多，腐殖化程度相对较高〔腐殖化指数（HIX）为21.25±1.92〕；城市区和农村区土壤腐殖酸自生源相对较弱，腐殖化程度较低（HIX为19.55±3.24）。5）腐殖酸来源、组成与土壤理化性质显著相关，腐殖酸组成对土壤理化性质的影响高于其来源。研究揭示了不同土地利用类型下河滨带土壤腐殖酸的空间分布规律及其与土壤环境的响应机制，可为河滨带生态修复与建设提供科学依据。

关键词：土壤腐殖酸, 三维荧光光谱(EEMs), 绝对主成分(APCA), 平行因子分析(PARAFAC), 二维相关, 偏最小二乘法结构方程