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氧化还原反应是土壤形成过程中一类非常重要的化学反应,对土壤类型分化与形态特征具有深刻影响。以川西亚高山原始冷杉林为研究对象,在路线调查基础上,选择地势相对平缓,植被组成相对均一,土壤层次发育相对完整的流行观念中的灰化土为定位研究点,采用野外调查与室内分析相结合的方法,首先从方法论上研究了森林土壤氧化还原电位的测定方法;其次研究了该区不同季节A2层和B2层土壤的氧化还原电位,土壤氧化还原电位与pH的关系以及氧化还原过程对该区成土特征的影响。研究结果可为进一步研究该区的土壤形成过程与特征,丰富和发展森林土壤学科基础理论提供科学和实验依据。取得以下主要研究结果。(1)国内外测定土壤氧化还原电位大多在土质较松软的水成土中进行,或是将待测土壤携回实验室制成悬浮液(泥浆)或做其它处理后测定,且测定仪表大多是酸度计,而用于原位测定森林土壤氧化还原电位的仪表较少。采用自制氧化还原电位计,实现野外条件下原位测定森林土壤的氧化还原电位,并与新购置的FJA-5型氧化还原电位计的测定结果进行比较,表明自制氧化还原电位计精确度和准确度均较高,能客观反映野外条件下森林土壤的氧化还原状况,适用于原位测定森林土壤的氧化还原电位。(2)将待测土壤制成悬浮液,设置一定水土比和静置时间测定氧化还原电位。将测得的氧化还原电位值作为因变量,水土比与静置时间作为自变量建立回归模型,研究氧化还原电位随着水土比增加、静置时间延长而变化的趋势,结果表明,在所设置的水土比与静置时间内,随着水土比增加、静置时间延长,所测得的Eh值总体上呈逐渐降低的趋势。根据能斯特方程,当水土比增大,土壤原状发生改变,土壤氧化还原体系的浓度渐减,还原态物质的还原能力增强,还原态物质的浓度大于氧化态物质的浓度,氧化还原电位呈现逐渐降低的趋势。将实验室测得的Eh值与原位测得的Eh值进行差异显著性检验,结果表明,将待测土壤制成悬浮液,设置一定水土比与静置时间测得的Eh值绝大多数与原位测得的Eh值存在极显著或显著差异。因土壤氧化还原电位与地下水位、土壤含水量、土壤质地和结构、氧化性和还原性物质的数量以及植被等环境条件有显著的相关关系,只有在野外条件下测定氧化还原电位,才能研究土壤实际的氧化还原状况。(3)研究区土壤氧化还原电位随土层、季节而变。总体上,同一土层旱季氧化还原电位高于雨季,同一季节A2层氧化还原电位低于B2层。A2层土壤因水分和有机质含量较高,孔隙度和通气度较小而大多处于还原状态;而B2层土壤因水分和有机质含量较低,孔隙度和通气度较大而大多处于氧化状态。再者,渍水状态下,土壤氧化还原电位(Eh)与pH之间存在着负的直线相关关系,即Eh逐渐降低,pH逐渐升高。B2层土壤Eh与pH的相关系数(r=-0.9204)绝对值大于A2层土壤(r=-0.6341),表明B2层土壤Eh与pH之间存在着更明显的负的直线相关关系。(4)研究区表层土壤以还原状态占主要优势,致使有机质进行嫌气分解,铁、锰呈低价态。有机质经嫌气分解产生有机酸,与低价铁、锰结合成络合物发生季节性还原淋溶,A2层土壤中低价铁、锰含量由此降低。同时,有机酸分解矿物中的铝硅酸盐产生出大量Si02并滞留于A2层土壤,A2层土壤呈现出灰白色,其中夹杂着的少量青灰色,是一部分高价铁被还原成低价铁,加之A2层土壤中经淋溶后残留的低价铁所呈现的。相反,底层土壤以氧化状态占主要优势。当A2层土壤的低价态铁、锰淋溶至B2层,低价态铁、锰被逐渐氧化成高价态,因高价态铁、锰呈现红棕色,再加之B2层土壤自身含有的高价铁、锰,致使B2层土壤呈现红棕色。