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基于BP神经网络模型的水稻生态系统植硅体碳储量及空间分布预测

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基于BP神经网络模型的水稻生态系统植硅体碳储量及空间分布预测

作者：谭礼浙江大学

学位级别：硕士

植硅体封存有机碳(PhytOC)是实现陆地生态系统长期固碳的重要机制。植硅体伴随植物残体返还到土壤后,植硅体碳在植硅体的保护下可长期保存在土壤中,对实现碳中和及减轻全球气候变暖起着重要的作用。水稻生态系统是植硅体碳产生率最大的... 详细信息

植硅体封存有机碳(PhytOC)是实现陆地生态系统长期固碳的重要机制。植硅体伴随植物残体返还到土壤后,植硅体碳在植硅体的保护下可长期保存在土壤中,对实现碳中和及减轻全球气候变暖起着重要的作用。水稻生态系统是植硅体碳产生率最大的农田生态系统,然而目前针对水稻生态系统植硅体碳储量的研究集中于植株部分,缺乏土壤植硅体碳储量及空间分布相关的研究。因此将植株和土壤作为整体的水稻生态系统植硅体碳储量及其空间分布的研究具有重要意义。本研究通过分析我国9省71个水稻品种的水稻秸秆及其对应表层土壤(0～20 cm)的植硅体和植硅体碳含量及土壤理化性质,运用BP(Back propagation)神经网络模型对中国水稻生态系统植硅体碳储量进行预测,为水稻生态系统植硅体固碳机理提供数据支撑。主要研究结果如下:(1)秸秆植硅体含量与有效硅、速效磷含量以及p H值极显著正相关,与有机质、碱解氮、全氮和全碳显著负相关。植硅体碳含量与土壤理化性质的相关关系较弱,仅与植硅体、碱解氮含量、土壤p H值和全氮呈正相关。植硅体碳含量的变异系数是植硅体含量的1.9～2.4倍,粳稻的植硅体固碳潜力高于籼稻,说明秸秆植硅体碳含量受水稻品种的影响更大。土壤理化性质显著影响了秸秆植硅体含量的空间分布,河北、天津省等华北地区的植硅体含量最高,江西、湖南和贵州省的植硅体含量较高,中国西南部、中部和东部的植硅体含量相对较低。(2)土壤植硅体含量与有效硅含量和p H值显著正相关,与全氮显著负相关。土壤植硅体碳含量与有机质、全氮和碱解氮显著正相关,与有效硅、土壤植硅体含量和p H显著负相关。土壤理化性质对土壤植硅体碳含量的影响大于其对土壤植硅体含量的影响。华北地区的黑龙江省和西南地区的土壤植硅体含量较高,华东、华中以及华南地区土壤植硅体含量中等,华北、西北地区和海南省的植硅体含量较低。土壤植硅体碳含量的空间分布更加破碎异质性也更加强烈。陕西、吉林和福建等省的土壤植硅体碳含量较高,广西和贵州两省有较大面积的植硅体碳含量低值区。(3)中国水稻秸秆植硅体每年能封存约0.26 Tg CO(9.6 kg CO ha),表层土壤(0～20cm)植硅体碳储量为7.16×10 t(0.24 t ha),水稻生态系统植硅体碳储量为7.24×10 t,折合成CO计算,中国水稻生态系统大致能封存26.5 Tg CO。长江中下游平原、华南以及东部沿海地区的水稻生态系统植硅体碳储量较高,东三省有零星的片状高值区,但绝大多数是成片的低值区,华北地区植硅体碳储量较低。水稻生态系统植硅体碳储量最高的5个省份分别是湖南省(1.1×10 t)、江西省(8.3×10 t)、黑龙江省(5.9×10 t)、安徽省(5.6×10 t)和广东省(5.2×10 t)。(4)秸秆植硅体和植硅体碳与土壤植硅体、植硅体碳具有高度相关性的结果表明,植物生长过程中,植硅体封存有机碳的能力是决定系统植硅体碳储量的重要因素。因此选择植硅体固碳潜力高的水稻品种可以提高植株植硅体和植硅体碳含量及系统植硅体碳的积累,从而促进水稻植硅体的长期固碳效应,减缓全球变暖现象。

关键词：水稻植硅体植硅体碳储量神经网络空间分布

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江苏句容市麻栎林生态系统植硅体碳储量研究

江苏句容市麻栎林生态系统植硅体碳储量研究

作者：王霞南京林业大学

学位级别：硕士

植硅体碳(PhytOC)是除土壤中有机无机复合体、木炭等外的最稳定而安全的碳的形态,在土壤中可稳定的存在千年至万年,且不参与大气碳循环,是储存在土壤中的一个稳定而安全的碳汇,目前植硅体碳汇已经成为全球碳汇研究的新热点。本文以江苏... 详细信息

植硅体碳(PhytOC)是除土壤中有机无机复合体、木炭等外的最稳定而安全的碳的形态,在土壤中可稳定的存在千年至万年,且不参与大气碳循环,是储存在土壤中的一个稳定而安全的碳汇,目前植硅体碳汇已经成为全球碳汇研究的新热点。本文以江苏句容市不同林龄(17a、26a、65a)麻栎林(Quercus acutissima)为研究对象,采集麻栎林乔木层、灌木层、草本层、枯落叶层和土壤层样品,测定样品有效硅、植硅体、植硅体碳等含量,并估算麻栎林生态系统各个层次的植硅体碳储量以及乔木层的植硅体碳封存速率,以期为我国北亚热带栎林生态系统植硅体碳汇功能及其碳循环研究提供理论基础。主要结论如下:(1)乔木层不同器官的有效硅含量为15.1950.82mg·kg,大小顺序为细根>大根>粗根>枝>叶>根桩>皮>干;植硅体含量为1.113.38g·kg,大小顺序为细根>大根>干>叶>粗根>根桩>皮>枝;植硅体碳含量为0.11.40g·kg,大小顺序为叶>大根=细根>干>皮>粗根>根桩=枝。本文明确了麻栎林乔木层不同器官的植硅体碳等含量,且不同器官的不同指标均有一定差异,因此在估算森林生态系统的植硅体碳储量、植硅体碳封存速率时,不能把某一器官的指标含量作为整个森林生态系统的含量。(2)土壤有效硅含量为45.7453.32mg·kg,植硅体含量为7.10.23g·kg,植硅体碳含量为0.088.287g·kg。本文明确了麻栎林土壤层的植硅体碳等含量,且土壤各层植硅体碳含量占有机碳的比例为0.36.49%,随土层深度的增加而增大,说明植硅体碳较其他形式的碳更稳定。(3)不同林龄麻栎林植硅体碳储量表现为中龄林(1482.72kg·hm)>成熟林(1183.75kg·hm)>幼龄林(1174.85kg·hm)。其中,麻栎林乔木层植硅体碳储量为5.168.09kg·hm,占林分总植硅体碳储量的比例为0.439.373%;土壤植硅体碳储量为1166.51462.93kg·hm,占比在97%以上;灌木层、草本层、枯落叶层植硅体碳储量分别为0.07.29kg·hm,1.33.69kg·hm,1.74.25kg·hm,灌草层以及枯落叶层占比较小,在0.15%以下。因此,土壤不仅是森林生态系统有机碳储量的主要碳库,也是植硅体碳储量的主要储存场所。(4)不同林龄麻栎林乔木层植硅体碳封存速率为2.942.47kg-e-CO·hm·a。根据第七次全国森林资源清查的栎类面积(1610.3万hm),并以不同林龄麻栎乔木层植硅体碳封存速率的平均值8.20kg-e-CO·hm·a估算,则中国栎林乔木层每年的植硅体碳封存量为1.32×10tCO,大约可以抵消5.04×10t标准煤燃烧所排放的CO,可以有效缓解温室效应。

关键词：麻栎生态系统植硅体碳植硅体碳储量封存速率

缙云山不同土地利用方式下土壤植硅体碳的含量特征

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环境科学 2019年第9期40卷 4270-4277页

作者：罗东海王子芳陆畅黄容王富华李娇高明西南大学资源环境学院

植硅体碳是长期封存土壤有机碳的一种形式,对土壤固碳有重要意义.以西南地区常见的6种土地利用方式(针阔叶混交林、竹林、果园、旱地、水田和荒草地)为研究对象,探讨了不同土地利用方式下植硅体碳含量在不同剖面上(0~20、20~40、40~60和... 详细信息

植硅体碳是长期封存土壤有机碳的一种形式,对土壤固碳有重要意义.以西南地区常见的6种土地利用方式(针阔叶混交林、竹林、果园、旱地、水田和荒草地)为研究对象,探讨了不同土地利用方式下植硅体碳含量在不同剖面上(0~20、20~40、40~60和60~100cm)的分布规律,并估算了植硅体碳储量,分析了陆地生态系统碳汇特征.结果表明,在6种土地利用方式中,竹林土壤有机碳和植硅体含量在土壤剖面上的平均值均为最高,分别为16.75g·kg^-1和59.66g·kg^-1.在4个土层,竹林土壤植硅体含量均显著高于其他土地利用方式(P植硅体碳而言,6种土地利用方式下的土壤植硅体碳平均含量变化范围在0.55~1.96g·kg^-1,其中竹林各土层的植硅体碳含量都高于其他土地利用方式.竹林土壤植硅体碳总储量(23.45t·hm^-2)显著高于其他土地利用方式土壤植硅体碳总储量(P硅与土壤植硅体、土壤植硅体碳均表现出极显著的正相关关系(P植硅体与植硅体碳的含量总体表现为随着土层深度的增加而下降,存在一定的表层富集现象.

关键词：缙云山土地利用方式植硅体碳(PhytOC) 土壤有机碳植硅体碳储量

野生型水稻及其低硅突变体中植硅体和植硅体碳的含量与分布特征

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植物营养与肥料学报 2019年第1期25卷 45-54页

作者：张楠闫国超叶木军樊小平肖卓熙陈好彭苗梁永超教育部污染环境修复与生态健康重点实验室/浙江大学环境与资源学院杭州310058

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体L... 详细信息

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体Lsi1和Lsi2及其野生型,所有施肥和管理措施一致。于成熟期,取水稻地上部茎、叶、鞘样品,常规方法测定硅、植硅体、植硅体碳含量。【结果】1)不同基因型水稻体内硅含量、植硅体含量、生物量干物质植硅体碳含量存在显著差异,均表现为突变体显著低于其野生型,大小依次为Lsi1野生型> Lsi2野生型> Lsi2突变体> Lsi1突变体,Lsi1和Lsi2突变体水稻植硅体碳含量显著高于其野生型,大小依次为Lsi1突变体> Lsi2突变体> Lsi2野生型> Lsi1野生型。2)野生型水稻硅与植硅体含量为鞘>叶>茎,而突变体水稻硅与植硅体含量为叶>鞘>茎,水稻叶片中的植硅体碳与生物量干物质植硅体碳含量最高,植硅体碳含量整体分布趋势为叶>茎>鞘,生物量干物质植硅体碳含量整体变化趋势为叶>鞘>茎。3)水稻植硅体含量与硅含量之间呈极显著正相关(P 硅的水稻植硅体含量高,且形成的植硅体比表面积小,表明植硅体含量及其形态受其遗传特性的影响。植硅体含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著正相关(P 植硅体碳含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著负相关(P 植硅体碳含量除了受植硅体含量影响,还受植硅体所包裹的有机碳浓度影响。4) Lsi1及Lsi2野生型水稻生物量、植硅体储量、植硅体碳储量显著高于其突变体。【结论】具有高吸硅能力的野生型水稻与其突变体相比,生物量、硅、植硅体、生物量干物质植硅体碳含量增加,分布不同,虽然植硅体碳含量降低,但植硅体碳储量增加。Lsi1及Lsi2野生型水稻比低硅突变体水稻具有更高的固碳潜力。

关键词：水稻突变体植硅体植硅体碳植硅体碳储量

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中国重要散生竹生态系统植硅体碳汇研究

中国重要散生竹生态系统植硅体碳汇研究

作者：杨杰浙江农林大学

学位级别：硕士

植硅体(phytolith)俗称植物蛋白石(plant opal),是高等植物在生长过程中依靠根系吸收土壤中可溶性的单硅酸[Si(OH)],在叶片的蒸腾等作用下,沉淀在植物细胞壁、内腔和细胞壁间,形成的无定形二氧化硅。这种硅化作用导致少量有机碳(0.1%%)... 详细信息

植硅体(phytolith)俗称植物蛋白石(plant opal),是高等植物在生长过程中依靠根系吸收土壤中可溶性的单硅酸[Si(OH)],在叶片的蒸腾等作用下,沉淀在植物细胞壁、内腔和细胞壁间,形成的无定形二氧化硅。这种硅化作用导致少量有机碳(0.1%%)被植硅体封存,这种被植硅体封存的有机碳就是植硅体碳(Phyt OC)。竹林生态系统是陆地生态系统重要组成部分,近年来随着竹林碳汇研究的深入,竹林植硅体碳汇已被证明对降低大气中二氧化碳浓度具有重要作用,科学准确地估算出竹林植硅体碳储量及封存速率对理清全球森林稳定性碳汇有着重要的意义。本文在探索出植硅体碳测定方法的基础上,研究了中国8种代表性散生竹不同器官及土壤植硅体碳的积累特点和空间分布,同时对中国散生竹林生态系统植硅体碳储量进行了估算。主要研究结果如下:1.碱溶分光光度法测定植硅体碳含量。结果表明:碱溶分光光度法测定植硅体碳的含量实现了植硅体碳的低损耗、简便、快捷、准确有效的测定。且与氢氟酸法相比对人体健康及自然生态环境的影响较小,与Elementar Vario MAX CN分析仪测定相比,测定不受样品量多少的限制、成本较低且对实验人员及实验设备的要求不高。测定结果重现性好,与Elementar Vario MAX CN分析仪测定结果相关性达R2=0.9895(n=20),因此利用此种方法测定植硅体碳是可行的。2.8种重要散生竹地上部分不同器官中植硅体碳积累及分布规律。结果表明:8种竹种竹叶植硅体碳含量为2.72±0.29.21±0.31 g·kg,含量最高的为高节竹,最低的为苦竹;竹枝植硅体碳含量范围为0.98±0.02.02±0.80 g·kg,最高和最低含量分别为毛竹和苦竹;竹秆植硅体碳含量在0.79±0.09.63±0.17 g·kg,最高和最低含量为淡竹和石竹。叶、枝或秆中植硅体碳的含量分别与植硅体和植硅体封存碳含量之间呈显著的线性相关关系。3.8种重要散生竹土壤植硅体碳的积累及分布规律。结果表明:8种散生竹林下土壤植硅体碳的含量分布范围在0.99±0.35 g·kg.05±0.01 g·kg之间,不同土层植硅体碳的积累并无规律,但植硅体碳占总有机碳的比例随着土层的加深而升高。土壤中植硅体碳的含量分别与植硅体和植硅体封存碳含量呈显著性相关,硅与植硅体含量之间相关性也显著。4.8种重要散生竹生态系统植硅体碳储量及封存速率。结果表明:8种散生竹单位面积内植硅体碳储量大小依次为淡竹(90.36 kg·ha)>毛竹(66.18 kg·ha)>苦竹(65.58 kg·ha)>茶秆竹(56.47 kg·ha)>石竹(43.63 kg·ha)>水竹(41.10 kg·ha)>高节竹(40.59 kg·ha)>箬竹(8.35 kg·ha);不同器官与林下土壤中的植硅体碳储量差异很大,整个竹林生态系统中平均96.5%的植硅体碳储存于土壤中,叶、枝、秆中植硅体碳储量范围分别为5.064.70 kg·ha、5.281.50 kg·ha和3.296.38kg·ha。中国5.85×106 ha散生竹地上部分植硅体碳储量为30.15×104 t,相当于储存了110.53×104 t当量的CO。土壤中植硅体碳总储量为1145.43×104 t,相当于储存了4.20×107 t当量的CO。8种散生竹生态系统单位面积内地上部分植硅体碳平均封存速率为31.67 kg·ha·a,中国散生竹竹林地上部分植硅体碳总封存通量为18.53×104 t·C·a,相当于每年新封存了67.93×104 t当量的CO。

关键词：散生竹植硅体植硅体碳植硅体碳储量

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母岩与竹龄对毛竹林植硅体碳的影响研究

母岩与竹龄对毛竹林植硅体碳的影响研究

作者：刘俊霞浙江农林大学

学位级别：硕士

植硅体是高等植物根系通过主动或被动方式吸收土壤中的可溶性单硅酸(H4SiO4),在植物细胞壁、内腔和细胞间隙沉淀形成的非晶质二氧化硅矿物。植硅体形成过程中被包裹于植硅体内的有机碳被称为植硅体碳(phytolith-occluded carbon,PhytOC)... 详细信息

植硅体是高等植物根系通过主动或被动方式吸收土壤中的可溶性单硅酸(H4SiO4),在植物细胞壁、内腔和细胞间隙沉淀形成的非晶质二氧化硅矿物。植硅体形成过程中被包裹于植硅体内的有机碳被称为植硅体碳(phytolith-occluded carbon,PhytOC),由于植硅体具有耐高温、抗分解等特性,植硅体碳可在土壤中积累、保存数千年甚至上万年之久。因此,植硅体碳被认为是增加土壤长期稳定性碳封存的重要途径之一。毛竹是典型的硅超富集禾本科植物,广泛分布于长江流域以及南方各省,是我国分布最广,面积最大的竹种,具有生长速度快、生物量大、生态效益显著等特点,并且具有较高的植硅体积累能力,是一个巨大的植硅体碳汇库。开展母岩与竹龄对毛竹林生态系统植硅体、植硅体碳的影响研究,探讨影响植物生态系统植硅体、植硅体碳产生及稳定性的因素,可为估测森林生态系统植硅体碳汇潜力提供理论依据。本文研究了不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1年生、3年生)条件下毛竹林生态系统不同器官及土壤的植硅体、植硅体碳积累和空间分布特性,同时对不同母岩发育土壤上毛竹林生态系统的植硅体碳储量进行了估算。本研究选取种植在发育于不同母岩(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)土壤上的毛竹林作为研究对象,并采集不同竹龄(1年和3年)的毛竹植株上的不同器官样品和00cm、100 cm、300 cm、6000 cm土层的土样。植物和土壤样品中的植硅体采用微波消解方法提取,而PhytOC含量则采用碱性溶液法测定。主要结果和结论如下:1.母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅、植硅体、干物质植硅体碳含量均有显著影响。不同母岩发育土壤上竹叶中植硅体和干物质植硅体碳的平均含量分别按如下顺序递减:花岗岩(105.81 g·kg)>砂页岩(93.50 g·kg)>凝灰岩(59.40 g·kg)和花岗岩(6.39g·kg)≈砂页岩(6.37 g·kg)>凝灰岩(3.33 g·kg)。竹叶中植硅体、植硅体碳、干物质植硅体碳含量在不同竹龄间均为3年生>1年生。母岩对3年生竹叶中硅和植硅体含量有显著影响,其大小顺序为砂页岩>花岗岩>凝灰岩。2.毛竹不同器官中植硅体、植硅体碳、干物质植硅体碳含量间均存在显著差异:不同器官间植硅体含量依次表现为叶(59.4005.82 g·kg)>枝(14.407.60 g·kg)>茎(0.92.36 g·kg);毛竹不同器官中的干物质植硅体碳含量按如下顺序递减:叶>枝>茎,而植硅体中碳的含量变化规律恰好相反,为茎>枝>叶。毛竹叶、枝、茎中硅和植硅体含量,在不同竹龄均表现为3年生>1年生;而植硅体中碳的含量表现出与硅和植硅体相反的规律,均表现为1年生>3年生。3.不同母岩发育土壤中的植硅体含量在剖面中的分布差异较大,花岗岩发育土壤上大致表现为随土层的不断加深而逐渐减少;砂页岩与凝灰岩发育土壤上植硅体剖面变异则并未随土层的加深而逐渐降低,在300 cm以及6000 cm土层却出现略有增加的趋势。00 cm表层土中植硅体含量在三种母岩之间差异显著,变化范围为29.063.17 g·kg。3种母岩发育土壤植硅体碳的含量在剖面中均表现出随土层深度的增加而逐渐降低的趋势;PhytOC/TOC则随土层深度的增加而逐渐增大。4、不同母岩发育土壤上的毛竹林生态系统中植硅体碳总储量表现为花岗岩(1814.30 kg·ha-1)>砂页岩(1274.19 kg·ha-1)>凝灰岩(881.79 kg·ha-1)。整个生态系统各组分中的植硅体碳储量,均以土壤所占比例最大,变化范围为94.26%7.66%。不同母岩发育土壤上毛竹生态系统各部分植硅体碳储量大小依次表现为土壤(831.15771.78 kg·ha-1)>叶(15.194.03 kg·ha-1)>茎(16.858.37 kg·ha-1)>枝(6.433.31 kg·ha-1)。5.土壤和毛竹不同器官中的植硅体含量、植硅体碳含量和硅含量之间的相关性研究显示:竹叶中植硅体含量或干物质植硅体碳含量与硅含量之间均有显著的正相关;毛竹竹叶和竹枝中植硅体中碳的含量与植硅体含量间均无显著相关关系;对发育不同母岩土壤上种植的毛竹,其竹枝和竹茎中植硅体含量与硅含量之间大多无显著的相关性;竹枝、竹茎中干物质植硅体碳含量与植硅体含量之间均有显著正相关;土壤中植硅体含量与硅含量之间无显著的相关性,但毛竹竹叶中植硅体含量与土壤硅含量之间存在显著的正相关;土壤植硅体碳储量与土壤植硅体含量之间存在显著的正相关。基于上述研究结果可以得出如下结论:(1)毛竹不同器官中硅、植硅体及干物质植硅体碳含量存在显著性差异归因于发育于不同母岩土壤的硅含量的不同;(2)毛竹不同器官中干物质植硅体碳含量和硅之间以及土壤中植硅体含量与竹叶硅含量之间存在显著的相关性说明,选择高硅含量的土壤和高PhytOC含量的植物种植可以为不同农业生态系统中提高陆地长期封存碳汇提供机会。

关键词：毛竹母岩竹龄植硅体碳植硅体碳储量

两种重要丛生竹植硅体碳封存及其与土壤有效硅的关系

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两种重要丛生竹植硅体碳封存及其与土壤有效硅的关系

作者：尹帅浙江农林大学

学位级别：硕士

植硅体(Phytolith)是植物硅化过程中在细胞壁、细胞腔和细胞间的空间形成的一种无定形的非晶质二氧化硅颗粒。植硅体在硅化的过程中会将少部分的有机碳封存其中,这部分碳就被称为植硅体封存有机碳(Phytolith-occluded organic carbon,Ph... 详细信息

植硅体(Phytolith)是植物硅化过程中在细胞壁、细胞腔和细胞间的空间形成的一种无定形的非晶质二氧化硅颗粒。植硅体在硅化的过程中会将少部分的有机碳封存其中,这部分碳就被称为植硅体封存有机碳(Phytolith-occluded organic carbon,Phyt OC),简称植硅体碳,它可以在土壤中稳定存在数千年甚至上万年之久,成为陆地植物生态系统长期碳封存的重要机制之一。与散生竹和混生竹相比,丛生竹秆形更为高大,生长更为迅速,根秆系统发达以及生物量巨大的特征使得其在生长过程中可以吸收更多的单硅酸,从而增加其植硅体和植硅体碳含量。麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro,DLM)、绿竹(Dendrocalamopsis oldhami(Munro)Keng f.,DOK)是我国两种重要的丛生竹竹种,科学并且准确的估算麻竹和绿竹植硅体碳储量对于研究整个丛生竹生态系统植硅体碳封存量有重要意义。本研究选取中国亚热带地区两种典型丛生竹(麻竹、绿竹)作为研究对象,采集其鲜叶、枝、秆样品,通过微波消解法提取其植硅体,并采用碱溶法测定植硅体中碳含量;同时采用四种浸提剂(醋酸-醋酸钠、柠檬酸、硫酸和水)提取土壤有效硅,并测定其土壤有效硅含量。旨在探讨麻竹和绿竹植硅体碳的封存速率和贮量,以便能更加精确估算丛生竹生态系统地上部植硅体碳封存量;同时,通过相关性分析,选出提取土壤有效硅的最佳浸提剂。主要结果及结论如下:1.麻竹和绿竹地上部植硅体碳比较研究表明:绿竹和麻竹叶中的Si含量分别为37.53±2.97 g·kg和34.05±1.38 g·kg,植硅体含量分别为100.80±6.46 g·kg和84.06±3.98 g·kg,绿竹叶中的Si和植硅体含量都大于麻竹叶;而竹叶中的植硅体碳含量则表现为麻竹大于绿竹,两者中的植硅体碳占干物质含量分别为1.64±0.16 g·kg和2.22±0.08 g·kg;绿竹和麻竹叶封存的植硅体碳储量分别为5.3kg·hm和6.3 kg·hm,同样表现为麻竹大于绿竹。而在枝和秆中,绿竹的Si和植硅体含量以及植硅体碳占干物质含量和植硅体碳储量均大于麻竹。绿竹和麻竹林地上部Phyt OC封存速率分别0.051-0.131 t-e-CO·hm·a和0.0099-0.0139t-e-CO·hm·a,以绿竹和麻竹的最高Phyt OC封存速率计算,我国绿竹林和麻竹林的地上植株部每年可分别封存1965.29 t CO和1520.11 t CO。2.麻竹和绿竹竹叶中植硅体碳相关性研究表明:Si含量与植硅体含量之间均呈极显著正相关关系(R=0.6543,P植硅体含量之间的的相关系数高于绿竹。绿竹和麻竹叶片植硅体含量和干物质中的植硅体碳含量之间均没有显著相关性。绿竹和麻竹竹叶植硅体碳含量和干物质中的植硅体碳含量之间均呈极显著正相关(R=0.79,P硅与植硅体碳实验表明:四种提取剂所提取的土壤有效硅含量与麻竹竹叶植硅体含量之间存在极显著的相关性,其相关系数按如下次序递减:0.01 mol·L硫酸(R=0.29,P水(R=0.206,P0.025mol·L柠檬酸(R=0.186,P硅含量与麻竹竹叶植硅体碳含量之间也存在极显著的相关性,其相关系数按如下次序递减:0.025mol·L柠檬酸(R=0.342,P0.01 mol·L硫酸(R=0.314,Pp H4.0醋酸-醋酸钠(R=0.306,P水(R=0.187,P硅含量与麻竹竹叶植硅体含量之间的相关性时,选用0.01 mol·L硫酸作为土壤有效硅的浸提剂是比较理想的。

关键词：麻竹绿竹植硅体碳植硅体碳储量有效硅