(二)土壤中的有机质

　　当植物死亡或者产生了枯枝落叶以后，生物物质必将加入土壤之中，而后这些生物物质随之发生降解。这种降解的一般过程与产物，可以用图9-9加以说明。

　　一旦生物物质进入土壤，则有相当大的一部分会存留于土壤表面，也有一些会发生在土壤的根系带。此外，土壤动物和其他土壤生物区系本来就生活于土壤之内。经过一定的过程之后，土壤中的有机物和无机物可以混合起来，并在剖面上形成一个规则的垂直分布。当然，这个过程对于土壤有机质沿剖面的分布来说，具有更为重要的意义。对于任何一种特定土壤成分，此种有机质与

　　无机质的混合物，将能够作为一种扩散过程加以有效地解释。这种扩散作用和据此而来的扩散方程，在一定的条件下，能够很好地行使描述土壤剖面内各类组分分布的功能，并且产生了一种从高浓度区域向低浓度区域的净传输行为。至于存在于土壤表面处的有机质，在其初始阶段的累积过程中，必然会有净余的向下混合的趋势，而同时又必然会有净余的无机物质向上混合的趋势作用着，这两种趋势产生的最终结果，决定了土壤剖面中各类组分的垂直分布规律。

　　植物有机质具有复杂的化学组成，而且随着植物体被不断分解，它的成分还会变得更加复杂。其中也包含不少很难分解的大分子芳香族化合物，例如木质素。在土壤内的植物区系和动物区系，不可能依赖直接的光合作用建造自己的种群，因此最为简单的办法是把它们都包括在土壤有机质的范畴之中。元素碳可存在于长寿命的分解产物中，因而也可以被包括进土壤有机物的范畴内，只是在其中有一个占据很大比例的碳，被氧化成二氧化碳(CO2)，并在1～2年内，为土壤中的有机质提供碳源。氮也是土壤有机物所必需的元素，尤其是当它作为各种类型蛋白质的形式出现时，更是如此。此类蛋白质，一部分直接来自死亡的植物体，另一部分常通过对大气中氮的固定而获得。一种稍微复杂一些的模型，被要求具备模拟上述各类状况的能力，并且要求在描述该系统时应具有相当的精确性，这就肯定地加大了研究机理和建造模型的难度，尤其是同氮的行为有关的过程，更迫切地要求作出明确的结论。在这方面已经有不少人进行过探索，如在1973年，比克(Beek)和费利赛尔(Frissel)就作过此类的研究。

　　对于土壤的长期进化和发育，无论采用什么样的模型，都必须首先假定某些特定的条件，至少也应该允许某些变量(可能是有机质中不同成分的分解速率变量，也可能是其他有关变量等)出现在某个合宜的和相对稳定的环境之中。一个包括有3种成分的模型，就代表了它们是某种具有最简单形式的模型，其成分以及它们之间的相互关系可由图9-10予以表示。

　　1.碳水化合物

　　包括糖、淀粉和纤维素。这个组分在分解时成为CO2的主要来源。该成分总是以带着C6H6(OH)6的基本结构作为其标志。碳水化合物的分解，由一个十分熟悉的方程式表达，此方程式正是光合作用的逆反应：

　　C6H6(OH)6 6O2→6CO2 6H2O

　　2.氨基酸

　　它代表蛋白质的基本建造材料。在土壤中是N同R—CNH3—COOH相结合的主要源泉。R表示数值为6.0的整个C∶N比率。氨基酸的分解可直接产生碳水化合物，而其中并无CO2的释放。至于N的固定，在模型中是作为分解时的逆过程来对待的。氨基酸的分解根据如下方程：