【摘要】：植硅體是植物吸收的硅酸鹽在細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙內(nèi)沉淀形成的二氧化硅顆粒。在植硅體形成過程中會封存1%-6%有機(jī)碳,即植硅體碳(PhytOC)。由于植硅體耐高溫、抗腐蝕,植硅體碳在土壤和沉積物中可存在千年以上,植硅體碳被認(rèn)為是重要的生物地球化學(xué)碳匯機(jī)制,對減緩氣候暖化具有重要意義。草原生態(tài)系統(tǒng)分布廣闊,草原禾本科和莎草科植物富集硅(Si),植硅體碳含量高。我們以內(nèi)蒙古典型草原為對象,通過采集不同環(huán)境中草地優(yōu)勢植物地上部分和土壤樣品,測定植物中植硅體含量和植硅體碳含量,以及土壤有效硅含量和其它理化特征。研究不同環(huán)境條件下草原優(yōu)勢植物的植硅體封碳能力,為認(rèn)識草原植硅體累積的環(huán)境條件和機(jī)制、更準(zhǔn)確估算草原植硅體碳匯潛力提供依據(jù)。(1)采集于玄武巖和花崗巖母巖區(qū)域的草原植物研究表明,玄武巖為母巖的土壤有效硅含量高,但花崗巖區(qū)域采集的大針茅植硅體含量顯著高于玄武巖區(qū)域。總體考慮測定的所有植物,我們沒有檢測到花崗巖和玄武巖母質(zhì)區(qū)域草原植物在植硅體或植硅體碳含量的顯著差異。(2)不同灌溉水平(天然降雨CK、增雨25%T1、增雨50%T2)下草原優(yōu)勢植物植硅體及植硅體碳含量測定結(jié)果顯示,增水(T2)顯著增加植硅體含量(相對于CK),說明增水對植物蒸騰用水的促進(jìn)大于對植物地上生物量積累的促進(jìn),因而增加植硅體含量。(3)植物生長季(6月、7月、8月)放牧草原優(yōu)勢植物的植硅體和植硅體碳的含量逐步增加,如羊草、大針茅的植硅體含量在8月都顯著高于7月(P0.05)。說明草原植硅體碳匯潛力研究的植物樣品應(yīng)該在植物基本完成生長后采集測定,早期取樣會低估。同時(shí),大針茅和糙隱子草家畜采食部分(模擬采集6cm高度以上植物部分)的植硅體碳含量顯著高于圍封條件整株植物的植硅體碳含量,植硅體封存有機(jī)碳在動物采食后的去處是估算草原植硅體碳匯的重要部分,需要進(jìn)一步研究。所有環(huán)境條件下植物植硅體含量和植硅體碳含量存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.01);說明增加草原植物硅吸收和植硅體含量的措施能夠促進(jìn)植硅體固碳潛力。本研究加深了不同環(huán)境條件下草原植硅體和植硅體碳積累規(guī)律的認(rèn)識,對于估算草原植硅體長期固碳潛力,以及為此目標(biāo)的植物取樣方法設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
【圖文】：

圖 3.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)域 10 個(gè)采樣點(diǎn)Fig.3.1 10 Study area and the 10 sites for plant and soil sampling in two geological regions(A 內(nèi)蒙古 Inner Mongolia;B 錫林浩特市 Xilinhot; C 取樣區(qū)域 sampling area)研究地區(qū)位于內(nèi)蒙古錫林浩特市東南部約 50 km 的白音錫勒牧場境內(nèi)。地質(zhì)圖顯示(圖 3.1)，該區(qū)域西部為玄武巖母質(zhì)區(qū)，是基性噴出巖，經(jīng)內(nèi)蒙古的礦產(chǎn)研究所鑒定其屬于第三次火山噴發(fā)后形成的巖石，其二氧化硅含量在45.63%-51.04%范圍內(nèi)；東部區(qū)域?yàn)榛◢弾r母質(zhì)區(qū)，是深層侵入巖，巖石類型為弱蝕變斑巖，其二氧化硅含量在 72.04%范圍內(nèi)。該研究區(qū)域氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)性氣候，，年平均氣溫為 0.7 ℃，最熱月平均溫度為 22.6 ℃，最冷月平均溫度為-19.0 ℃，年降雨量是 280.5 mm-450 mm；地帶性植被為溫帶典型草原，主要優(yōu)勢植物有羊草、大針茅、糙隱子草和冰草(Agropyron cristatum)等，伴生種為黃囊苔草(Carex korshinskyi )。土壤類型為暗栗鈣土。分別在玄武巖母質(zhì)區(qū)域草原和花崗巖母質(zhì)區(qū)域草原每隔 10 km 選取實(shí)驗(yàn)樣

圖 3.2 兩種地質(zhì)區(qū)域草原植物地上生物量(A)、土壤含水量(B)、pH(C)和有機(jī)碳 TOC(D)之間的比較。Fig.3.2 Comparison of aboveground biomass(A), moisture content of soil(B), pH(C) and totalcarbon content between two grassland areas with different geological conditions圖 3.3.A 和圖 3.3.B 中給出兩種地質(zhì)區(qū)域土壤容重和土壤有效硅含量。玄武巖和花崗巖區(qū)域土壤容重分別為 1.35±0.02 g·cm-3、1.45±0.07 g·cm-3，二者沒有顯著差異(P>0.05)；玄武巖區(qū)域土壤有效硅含量為 0.13±0.00 g·kg-1，有高于花崗巖區(qū)域(0.11±0.00 g·kg-1)的趨勢(P=0.057)。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S812

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10 蔡U

本文編號：2691377