3.本质素

　　它代表广泛的各种大分子的产物。这些产物在土壤中一般难于分解，但是，如果土壤体系中存在大量的土壤生命体时，尤其是通过诸如“消化”等过程，这种大分子产物的木质素分解速率就有可能加快。但是与其他有机成分相比较，它们的分解速率仍然十分缓慢。在木质素结构中包括许多酚环，并且大都带着C6H4(OH)2这样的基团。在理想条件下，木质素的分解方程为：

　　土壤有机质中的各种互相转换过程，在前图中已经有很明确的表达。进一步的简化假设(此假设在下边的阐述中将被应用)是：无机元素只能在具有更大活性的碳水化合物中，或者是在氨基酸中才有可能被“键合”，而这些无机元素在木质素成分中是不参与其中的。假若其转换速率比例于每种存在成分的数量，那么在一个单位时间间隔内(例如1年)的进化或发育，可以由如下的转移矩阵A叙述。在这个转移矩阵中，每个要素aij代表从第i种成分转换为第j种成分的比例。如果令i＝1，2，3，4共4种，分别表示碳水化合物、氨基酸、木质素和二氧化碳，那么根据转换原理以及理论生物学的机制推断，将能形成一个(3×4)阶的带有零的矩阵，该矩阵如下所示：

　　在这个矩阵A中，每一行的和必然等于1.0。考虑采取碳原子的总数目，对于计算更为方便，因而在矩阵中的每一个要素，均可写成以带有相对应的碳原子数目的形式。成分改变或转移的速率，很自然地将随着温度和其他环境条件的变化而变化，其相对速率也将随着在土壤体系内生命物质数量的水平高低而变化。例如，矩阵A中的a12表示在一个时段内，从碳水化合物成分向氨基酸成分的转化比例；a14表示因呼吸作用而致的碳水化合物，在分解时所增加的CO2的比例；a34代表由于木质素的“消化”和转换等变成CO2的状况。根据如上解释，对于这个含有零的矩阵A的各个数值，十分类似于如下所举出的两个例子，通过这两个例子，也会进一步告诉读者如何进行这一类矩阵的建造：

　　(1)对于具有生物活性的腐熟腐殖质土壤：

　　(2)对于几乎贫瘠的泥炭腐殖质土壤：

　　上述二例均提出对第二行的数值进行讨论：在情形1中，产生新生物质有较高的速率，而在情形2中，所有成分分解速率均很低。从比较中也可看出，它们二者对于氨基酸的转移并没有什么变化，即氨基酸转变成碳水化合物的速率与比例，相对来说是比较稳定和不太容易的。

　　矩阵模型中此种类型的含义，还可以通过几个例子来说明。其一是：原有的土壤有机质一旦增加新的植物残体时，所产生的效应将会被考虑。因为随着新的植物残体在土壤中的增加和较老物质的分解和转移，土壤有机质的全部成分和数量，就会达到一种均衡态。我们在此写出转移矩阵A中的前三列，并组成这样的形式：

　　式中I为单位矩阵，BT是矩阵B的转置矩阵。对上述例子进行实际解析，对于一种典型的植物体残存含量(其总和等于1.0，其测量单位规定为一年期间内的落叶测量单位)，得出：
　　本文标题：土壤发育模型(5)
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