基于林龄的寒温带森林土壤植硅体及其封存效应
发布时间：2021-10-19 05:10
近年来,随着森林生态系统碳汇研究的深入,植硅体碳在全球生物地球化学碳循环中的作用越来越受关注。本研究以大兴安岭林区优势树种兴安落叶松林为研究对象,选取林相整齐的幼龄、中龄、近熟、成过熟兴安落叶松林,采用空间换时间的方法,系统提取了兴安落叶松土壤植硅体,开展了不同林龄兴安落叶松林土壤中植硅体及其对生源要素的封存效应研究,分析了土壤剖面中Phyt OC、Phyt N、Phyt P、Phyt Si的含量、储量及化学计量学特征,以期为探讨不同林龄兴安落叶松林土壤植硅体生源要素封存潜力与效应的差异机制积累基础数据。研究表明:1.植硅体有在表土富集且在剖面迁移的趋势。随土壤深度,各林龄土壤Phytolith、Phyt OC、Phyt N、Phyt P、Phyt Si的含量和储量均呈递减趋势;土壤植硅体含量与封存生源要素含量存在显著的相关关系。2.植物体在不同生长期各项生理功能及林分稳定性存在较大差异,导致土壤植硅体及Phyt OC、Phyt N、Phyt P含量及储量表现出随林龄先减小后增大的趋势。3.不同林龄土壤植硅体C/N、C/P、N/P存在较大差异,整体表现为随土壤深度各化学计量学比递减趋势...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
森林生态系统硅的生物地球化学循环示意图
目前关于植物细胞中植硅体封存生源要素的机制还没有明确的定论。在植硅体形成过程中，可能是以 吞噬 的形式包裹固定一些细胞器和胞间元素，形成植硅体碳。Carter[26]在探索植硅体固碳的过程中根据前人的研究成果假设了植硅体封存生源要素的过程。如图 1.2 所示[26]，绝大多数细胞的液泡中含有一定量的由 O-Si-O 共价键构成的可溶性单硅酸（H4SiO4）。在细胞的发育过程中 ，胞内外液体不断进行交换 ，可溶性的单硅酸在这个交换过程中被保留下来 ，并转化为其他形式的单硅酸链 ，随着细胞内外液体的交换 ，一些元素和细胞器进入液泡中，进而使不同形式的单硅酸相互连接 ，硅酸浓度增加。当胞内硅酸浓度达到一定程度时，液泡中的一些元素和细胞器会被高浓度的硅酸 吞噬 并牢牢固定。随着胞内外液体进一步交换，单硅酸聚合体会被细胞器及其他细胞环境压成一定的形状。当细胞衰老以后 ，细胞中的液体逐渐消失 ，单硅酸聚合体脱水硅化，最终形成封存了生源要素的植硅体。
图 2.1 样地现场照片Fig 2.1 Sample site photo2.3 分析方法.3.1 土壤理化性质的测定土壤容重采用环刀法测定；土壤 pH 采用去离子水浸泡土壤（水土比为 5:1）；后用 pH 计测定；土壤总磷采用硝酸 高氯酸消解钼锑抗分光光度法在 700nm长下测定；土壤有机碳采用重铬酸钾 外加热法，用硫酸亚铁滴定进行测定；壤铵态氮、有效磷、速效钾采用联合浸提 比色法测定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表土植硅体研究进展[J]. 温昌辉,吕厚远,左昕昕,葛勇. 中国科学:地球科学. 2018(09)
[2]陆地生态系统生态化学计量学研究进展[J]. 程瑞梅,王娜,肖文发,沈雅飞,刘泽彬. 林业科学. 2018(07)
[3]火烧强度和火后恢复时间对大兴安岭森林土壤有机碳含量的影响[J]. 张宇婧,吴志伟,顾先丽,付婧婧,闫赛佳. 应用生态学报. 2018(08)
[4]中国陆地生态系统植硅体碳汇研究进展[J]. 潘文杰,杨孝民,张晓东,李自民,杨石磊,吴云涛,郝倩,宋照亮. 地球科学进展. 2017(08)
[5]黄土高原不同林龄刺槐林碳、氮、磷化学计量特征[J]. 马任甜,安韶山,黄懿梅. 应用生态学报. 2017(09)
[6]典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征[J]. 张金林,傅伟军,周秀峰,尹帅,吴家森,姜培坤,杨杰,郑蓉. 土壤学报. 2017(05)
[7]地形因子对大兴安岭北端寒温带针叶林土壤有机碳储量的影响[J]. 林维,崔晓阳. 森林工程. 2017(03)
[8]三种不同生态型竹种植硅体碳汇比较研究[J]. 冯晟斐,黄张婷,杨杰,吴家森,姜培坤,郑蓉. 自然资源学报. 2017(01)
[9]植硅体记录在第四纪环境与全球变化中的研究[J]. 王盼丽,刘荣访,白雪,徐章龙,陈亭亭. 城市地理. 2016(20)
[10]植物生态系统中的植硅体闭蓄有机碳及其在全球土壤碳汇中的重要作用[J]. 孟赐福,姜培坤,徐秋芳,周国模,宋照亮,黄张婷. 浙江农林大学学报. 2013(06)
博士论文
[1]植硅体分析方法的应用与改进[D]. 吴妍.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]不同种植年限毛竹林土壤硅碳演变特征[D]. 冯秀智.浙江农林大学 2018
[2]黄土高原人工刺槐林生态系统生态化学计量学特征[D]. 方瑛.西北农林科技大学 2017
[3]中国东部森林土壤中植硅体积累和硅形态分布研究[D]. 张晓东.浙江农林大学 2016
[4]中国亚热带重要森林类型现存凋落物植硅体碳汇与通量研究[D]. 应雨骐.浙江农林大学 2015
[5]亚热带重要森林类型土壤植硅体碳的研究[D]. 林维雷.浙江农林大学 2015
[6]大兴安岭北部林区主要树种生物量和碳储量研究[D]. 郭颖涛.东北林业大学 2015
[7]雷竹生态系统植硅体封存有机碳汇研究[D]. 黄张婷.浙江农林大学 2014
[8]竹林土壤—植物系统Si的生物地球化学循环研究[D]. 赵送来.浙江农林大学 2012
本文编号：3444213
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
森林生态系统硅的生物地球化学循环示意图
目前关于植物细胞中植硅体封存生源要素的机制还没有明确的定论。在植硅体形成过程中，可能是以 吞噬 的形式包裹固定一些细胞器和胞间元素，形成植硅体碳。Carter[26]在探索植硅体固碳的过程中根据前人的研究成果假设了植硅体封存生源要素的过程。如图 1.2 所示[26]，绝大多数细胞的液泡中含有一定量的由 O-Si-O 共价键构成的可溶性单硅酸（H4SiO4）。在细胞的发育过程中 ，胞内外液体不断进行交换 ，可溶性的单硅酸在这个交换过程中被保留下来 ，并转化为其他形式的单硅酸链 ，随着细胞内外液体的交换 ，一些元素和细胞器进入液泡中，进而使不同形式的单硅酸相互连接 ，硅酸浓度增加。当胞内硅酸浓度达到一定程度时，液泡中的一些元素和细胞器会被高浓度的硅酸 吞噬 并牢牢固定。随着胞内外液体进一步交换，单硅酸聚合体会被细胞器及其他细胞环境压成一定的形状。当细胞衰老以后 ，细胞中的液体逐渐消失 ，单硅酸聚合体脱水硅化，最终形成封存了生源要素的植硅体。
图 2.1 样地现场照片Fig 2.1 Sample site photo2.3 分析方法.3.1 土壤理化性质的测定土壤容重采用环刀法测定；土壤 pH 采用去离子水浸泡土壤（水土比为 5:1）；后用 pH 计测定；土壤总磷采用硝酸 高氯酸消解钼锑抗分光光度法在 700nm长下测定；土壤有机碳采用重铬酸钾 外加热法，用硫酸亚铁滴定进行测定；壤铵态氮、有效磷、速效钾采用联合浸提 比色法测定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表土植硅体研究进展[J]. 温昌辉,吕厚远,左昕昕,葛勇. 中国科学:地球科学. 2018(09)
[2]陆地生态系统生态化学计量学研究进展[J]. 程瑞梅,王娜,肖文发,沈雅飞,刘泽彬. 林业科学. 2018(07)
[3]火烧强度和火后恢复时间对大兴安岭森林土壤有机碳含量的影响[J]. 张宇婧,吴志伟,顾先丽,付婧婧,闫赛佳. 应用生态学报. 2018(08)
[4]中国陆地生态系统植硅体碳汇研究进展[J]. 潘文杰,杨孝民,张晓东,李自民,杨石磊,吴云涛,郝倩,宋照亮. 地球科学进展. 2017(08)
[5]黄土高原不同林龄刺槐林碳、氮、磷化学计量特征[J]. 马任甜,安韶山,黄懿梅. 应用生态学报. 2017(09)
[6]典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征[J]. 张金林,傅伟军,周秀峰,尹帅,吴家森,姜培坤,杨杰,郑蓉. 土壤学报. 2017(05)
[7]地形因子对大兴安岭北端寒温带针叶林土壤有机碳储量的影响[J]. 林维,崔晓阳. 森林工程. 2017(03)
[8]三种不同生态型竹种植硅体碳汇比较研究[J]. 冯晟斐,黄张婷,杨杰,吴家森,姜培坤,郑蓉. 自然资源学报. 2017(01)
[9]植硅体记录在第四纪环境与全球变化中的研究[J]. 王盼丽,刘荣访,白雪,徐章龙,陈亭亭. 城市地理. 2016(20)
[10]植物生态系统中的植硅体闭蓄有机碳及其在全球土壤碳汇中的重要作用[J]. 孟赐福,姜培坤,徐秋芳,周国模,宋照亮,黄张婷. 浙江农林大学学报. 2013(06)
博士论文
[1]植硅体分析方法的应用与改进[D]. 吴妍.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]不同种植年限毛竹林土壤硅碳演变特征[D]. 冯秀智.浙江农林大学 2018
[2]黄土高原人工刺槐林生态系统生态化学计量学特征[D]. 方瑛.西北农林科技大学 2017
[3]中国东部森林土壤中植硅体积累和硅形态分布研究[D]. 张晓东.浙江农林大学 2016
[4]中国亚热带重要森林类型现存凋落物植硅体碳汇与通量研究[D]. 应雨骐.浙江农林大学 2015
[5]亚热带重要森林类型土壤植硅体碳的研究[D]. 林维雷.浙江农林大学 2015
[6]大兴安岭北部林区主要树种生物量和碳储量研究[D]. 郭颖涛.东北林业大学 2015
[7]雷竹生态系统植硅体封存有机碳汇研究[D]. 黄张婷.浙江农林大学 2014
[8]竹林土壤—植物系统Si的生物地球化学循环研究[D]. 赵送来.浙江农林大学 2012
本文编号：3444213
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