人工林林龄对土壤溶解性有机质特性及氯反应活性的影响机制研究

这篇研究揭示了人工林不同林龄阶段（20、30、34年）通过改变凋落物输入和微生物活动，显著影响土壤溶解性有机质（DOM）的荧光组分（如类腐殖质C1/C3从21%/19%增至55%/24%）和分子结构（从生物易降解向芳香化转变），进而提升其与氯的反应活性，导致消毒副产物（DBPs）生成潜力（TOX从0.11增至0.20 mg/L）和微毒性（0.27→0.35 mg Zn2+当量）增加，为流域水质管理提供科学依据。

　　

Highlight

本研究创新性地将人工林林龄、DOM特性与DBPs风险关联，选取20年（中龄）、30年（近熟）和34年（成熟）桉树人工林，通过荧光光谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）解析DOM特性演变规律，并评估不同林龄下DBPs的生成潜力与体外毒性。

Chemical characteristics of DOM at different plantation forest stand ages

随着林龄增长，DOM的pH值从中龄阶段的6.08±0.12显著降至近熟和成熟阶段的5.34-5.36（图1a）。这种酸化现象与真菌群落富集释放有机酸有关。荧光组分分析显示，类腐殖质组分C1和C3占比从中龄林的21%和19%跃升至成熟林的55%和24%，而类蛋白组分C2则从60%锐减至21%，表明DOM从微生物源向陆源稳定化合物转化。

Conclusion

分子层面分析进一步证实，DOM从新鲜易降解物质向复杂、化学稳定的芳香化化合物（如高不饱和类木质素组分）转变。这种转化显著增强了DOM与氯的反应活性，导致成熟林DOM的总有机卤素（TOX）生成量比中龄林提高82%，微毒性升高30%。相关性分析指出，DBPs及其毒性的关键前体并非微生物源易降解组分，而是高度芳香化、不饱和的类腐殖质DOM。研究强调了林龄驱动的水质变化对饮用水安全的潜在影响。