本文關鍵詞：中國東部森林土壤中植硅體積累和硅形態(tài)分布研究

  更多相關文章： 巖性 氣候 植硅體碳 碳匯 非結晶態(tài)硅 土壤剖面

【摘要】：雖然目前有關植硅體封存有機碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)形成機制有一定的不確定性,但是其對作為地質時間尺度上的凈碳匯,在全球生物地球化學碳循環(huán)和大氣CO_2濃度的調控中發(fā)揮著重要的作用。本研究選取我國東部地區(qū)不同的森林生態(tài)系統(tǒng)土壤為研究對象。運用逐級化學提取法、重絡酸鉀外加熱氧化法、偏硼酸鋰熔融-稀硝酸溶解法、分光光度法、重液懸浮等方法來測定土壤中植硅體及非結晶硅的含量。研究熱帶和亞熱帶不同森林生態(tài)系統(tǒng)土壤中植硅體的積累特征,并且對不同氣候帶花崗巖風化殼剖面中非結晶態(tài)硅的分布特征進行研究。為森林生態(tài)系統(tǒng)中植硅體長期的生物地球化學碳匯研究提供一定的參考。(1)以亞熱帶地區(qū)的毛竹林、杉木林、板栗林土壤剖面為研究對象,通過測定三種森林生態(tài)系統(tǒng)土壤剖面中植硅體及植硅體碳的儲量來研究不同森林類型對土壤中植硅體碳積累的影響。研究結果表明,三種森林生態(tài)系統(tǒng)土壤剖面中植硅體及植硅體碳的含量均隨著土壤剖面深度的增加而明顯的降低;毛竹林土壤剖面中植硅體碳的儲量(3.91 tha-1)明顯的高于板栗林(2.67 tha-1)和杉木林(1.18 tha-1)土壤剖面中植硅體碳的儲量。研究地區(qū)土壤剖面中植硅體碳的儲量在0~40 cm范圍內,隨著剖面深度的增加而增加;在40~100 cm范圍內,隨著剖面深度的增加而降低。毛竹林土壤剖面中植硅體碳占土壤有機碳的比例明顯的大于板栗林和杉木林土壤剖面中植硅體碳占有機碳的比例。所有的研究結果表明不同的森林類型對其土壤剖面中植硅體及植硅體碳儲量有很大的影響。(2)在亞熱帶和熱帶地區(qū)選擇花崗巖和玄武巖風化殼為研究對象。通過測定不同風化殼中植硅體及植硅體碳的儲量來研究氣候和巖性對土壤中植硅體碳積累的影響。研究結果表明,亞熱帶地區(qū)花崗巖風化殼和玄武巖風化殼中植硅體碳含量分別為0.31±0.02 mg g-1和0.13±0.03 mg g-1;熱帶地區(qū)花崗巖風化殼和玄武巖風化殼中植硅體碳含量分別為0.12±0.02 mg g-1和0.04±0.01 mg g-1。土壤剖面中植硅體碳含量的分布與植硅體的含量分布一致,兩者之間存在著顯著性相關(玄武巖風化殼:R2=0.477,p0.01;花崗巖風化殼:R2=0.603,p0.01)。所有的研究結果表明氣候和巖性對土壤中植硅體碳的積累有很大的影響。(3)亞熱帶地區(qū)花崗巖和玄武巖風化殼中植硅體碳的儲量分別為2.75±0.23 tha-1、1.98±0.37 tha-1;熱帶地區(qū)花崗巖和玄武巖風化殼中植硅體碳的儲量分別為1.77±0.22 tha-1、0.57±0.08 tha-1。亞熱帶地區(qū)花崗巖風化殼和玄武巖風化殼中植硅體的周轉時間分別為1018年和960年;熱帶地區(qū)花崗巖風化殼和玄武巖風化殼中植硅體的周轉時間分別為584年和433年。亞熱帶地區(qū)植硅體的周轉時間明顯大于熱帶地區(qū),并且同一氣候帶不同土壤剖面之間的植硅體周轉時間沒有明顯的差異。這表明相對于巖性差異來講,氣候對土壤剖面中植硅體周轉的影響更大。(4)亞熱帶和熱帶花崗巖和玄武巖風化殼中有效硅含量的變化范圍是0.036 mg g-1~0.545 mg g-1,并且隨著土壤剖面深度的增加而增加。玄武巖風化殼中有效硅的含量明顯大于花崗巖風化殼中有效硅的含量。玄武巖風化殼中植硅體含量與有效硅含量之間有明顯的正相關(R2=0.208,p0.05);而花崗巖風化殼中植硅體含量與有效硅之間存在著負顯著性相關(R2=0.241,p0.05)。這表明在花崗巖風化殼地區(qū)(特別是亞熱帶花崗巖風化殼地區(qū))額外的施加硅肥(例如:巖粉施加等),可以有效的增加土壤中的生物地球化學碳匯。(5)以中國東部地區(qū)不同氣候帶的花崗巖風化殼為研究對象,通過測定土壤剖面中的非結晶態(tài)硅含量來研究氣候對花崗巖風化殼中硅形態(tài)的影響。研究結果表明酸可溶態(tài)硅、可氧化態(tài)硅、鐵錳氧化物結合態(tài)硅、無定形硅的含量變化范圍較大。非結晶態(tài)硅在不同氣候帶的分布表現(xiàn)出較大的差異,這表明氣候對土壤剖面中非結晶態(tài)硅分布有較大的影響。(6)當植物死亡或凋謝后,植物體內形成的植硅體會歸還到土壤中。植硅體分解產生的硅會進入到陸地生態(tài)系統(tǒng)硅的生物地球化學循環(huán)中。研究結果顯示,熱帶雨林和亞熱帶常綠落葉闊葉林的植硅體歸還通量明顯大于寒溫帶針葉林和針闊混交林的植硅體歸還通量,從而導致熱帶地區(qū)土壤中無定形硅的含量明顯的大于溫帶地區(qū)。因此植硅體對于土壤中的非結晶態(tài)硅分布有很大的影響。
【關鍵詞】：巖性 氣候 植硅體碳 碳匯 非結晶態(tài)硅 土壤剖面
【學位授予單位】：浙江農林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S714
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 植硅體及植硅體態(tài)碳的特性10-14
• 1.2.1 植硅體的形成、形態(tài)及化學組成10-11
• 1.2.2 植硅體及植硅體碳的形成機理11-12
• 1.2.3 植硅體的地球化學穩(wěn)定性12-14
• 1.3 國內外植硅體碳匯的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 植物中植硅體的碳匯研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 土壤中植硅體碳積累研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 土壤中硅的形態(tài)與有效性研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 選題依據(jù)與技術路線16-18
• 1.4.1 選題依據(jù)16-17
• 1.4.2 技術路線17-18
• 2 亞熱帶地區(qū)不同森林類型對土壤中植硅體碳積累的影響18-26
• 2.1 材料與方法18-19
• 2.1.1 試驗地概況18
• 2.1.2 實驗設計與樣品采集18
• 2.1.3 土壤理化性質分析和土壤植硅體及植硅體碳的測定18-19
• 2.1.4 數(shù)據(jù)處理19
• 2.2 結果19-22
• 2.2.1 土壤理化性質差異及不同土壤剖面之間植硅體含量的差異19-21
• 2.2.2 土壤剖面中植硅體碳儲量21
• 2.2.3 土壤剖面中植硅體含量與有機碳含量之間的相關性21-22
• 2.3 討論22-24
• 2.3.1 森林土壤剖面中植硅體的積累與周轉22-24
• 2.3.2 森林類型對土壤中植硅體碳積累的影響24
• 2.4 小結24-26
• 3 氣候和巖性對中國東部地區(qū)土壤中植硅體碳積累的影響26-37
• 3.1 材料與方法26-27
• 3.1.1 試驗地概況26
• 3.1.2 實驗設計與樣品采集26
• 3.1.3 土壤樣品分析測定26-27
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理27
• 3.2 結果27-31
• 3.2.1 土壤理化性質27-28
• 3.2.2 土壤剖面中植硅體及植硅體碳的含量和分布28-31
• 3.3 討論31-36
• 3.3.1 影響土壤中植硅體及植硅體碳積累的因素31-34
• 3.3.2 中國東部地區(qū)森林土壤中植硅體碳的穩(wěn)定性和植硅體周轉34-35
• 3.3.3 對生物地球化學碳匯管理的意義35-36
• 3.4 小結36-37
• 4 氣候對東部花崗巖風化殼中硅形態(tài)的影響37-47
• 4.1 材料與方法37-38
• 4.1.1 實驗樣地37
• 4.1.2 實驗的設計與采樣37
• 4.1.3 樣品分析37-38
• 4.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計38
• 4.2 結果38-41
• 4.2.1 土壤理化性質38
• 4.2.2 中國東部地區(qū)花崗巖風化殼中非結晶硅的分布38-41
• 4.3 討論41-46
• 4.3.1 花崗巖風化殼中非結晶硅的空間分布41-45
• 4.3.2 植硅體對土壤中非結晶硅的影響45-46
• 4.4 小結46-47
• 5 結論和展望47-50
• 5.1 研究結論47-48
• 5.2 研究展望48-50
• 參考文獻50-57
• 個人簡介57-58
• 致謝58

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉紅梅;介冬梅;劉朝陽;孫艷磊;;松嫩草原羊草葉片的植硅體形態(tài)研究[J];東北師大學報(自然科學版);2010年02期

2 呂厚遠,賈繼偉,王偉銘,王永吉,廖淦標;“植硅體”含義和禾本科植硅體的分類[J];微體古生物學報;2002年04期

3 張新榮,胡克,王東坡,介冬梅;植硅體研究及其應用的討論[J];世界地質;2004年02期

4 張新榮;胡克;方石;王東坡;;東北地區(qū)泥炭表層沉積中植硅體分布特征[J];吉林大學學報(地球科學版);2007年05期

5 介冬梅;劉朝陽;石連旋;劉紅梅;葛勇;;松嫩平原不同生境羊草植硅體形態(tài)特征及環(huán)境意義[J];中國科學:地球科學;2010年04期

6 介冬梅;葛勇;郭繼勛;劉紅梅;;中國松嫩草原羊草植硅體對全球變暖和氮沉降模擬的響應研究[J];環(huán)境科學;2010年08期

7 郭梅娥;介冬梅;葛勇;王婷;李榮麟;王劉奎;王培明;劉洪妍;劉利丹;李楠楠;;長白山區(qū)濕地表土植硅體特征及其環(huán)境意義[J];古地理學報;2012年05期

8 農日正;李仁成;董松聲;何偉松;黃春玲;趙勝利;何玲玉;;碳酸鹽巖紅土植硅體記錄的指示意義[J];中國巖溶;2013年01期

9 李自民;宋照亮;李蓓蕾;蔡彥彬;;杭州西溪濕地植物植硅體產生及其影響因素[J];浙江農林大學學報;2013年04期

10 李仁成;樊俊;高崇輝;;植硅體現(xiàn)代過程研究進展[J];地球科學進展;2013年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李泉;;關于國際植硅體分類命名進展的介紹[A];中國古生物學會孢粉學分會七屆二次學術年會論文摘要集[C];2007年

2 顧延生;Deborah M.Pearsall;趙志軍;;東南亞栽培水稻、野生水稻植硅體形態(tài)特征對比研究[A];中國古生物學會孢粉學分會七屆二次學術年會論文摘要集[C];2007年

3 程潔;顧延生;;西雙版納熱帶雨林現(xiàn)代植物植硅體形態(tài)研究[A];中國古生物學會第十次全國會員代表大會暨第25屆學術年會——紀念中國古生物學會成立80周年論文摘要集[C];2009年

4 徐德克;李泉;呂厚遠;;棕櫚科植物植硅體形態(tài)分析及其環(huán)境意義[A];中國孢粉學分會七屆一次學術年會論文摘要集[C];2005年

5 呂厚遠;廖淦標;;植硅體在海岸帶環(huán)境和颶風沉積研究中的應用[A];中國孢粉學分會七屆一次學術年會論文摘要集[C];2005年

6 左昕昕;呂厚遠;;我國旱作農業(yè)黍、粟植硅體碳封存潛力估算[A];中國科學院地質與地球物理研究所第11屆（2011年度）學術年會論文集(中)[C];2012年

7 趙潔;顧延生;;全新世以來望東洋高山濕地環(huán)境演化的植硅體記錄[A];中國古生物學會第十次全國會員代表大會暨第25屆學術年會——紀念中國古生物學會成立80周年論文摘要集[C];2009年

8 蔡U，

本文編號：714572