硅肥生物炭联合施用对黑土区玉米植硅体固碳与土壤温室气体排放的影响

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作者 付强 苗佳威 +1 位作者 李天霄 侯仁杰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期512-522,共11页

土壤中植硅体封闭有机碳(Phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)积累有望成为长期固存有机碳的途径之一。作为外硅源改良剂,硅肥能增强作物中植硅体的固碳功能,而生物炭则在减少土壤温室气体排放方面发挥积极作用。为探明硅肥和生... 土壤中植硅体封闭有机碳(Phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)积累有望成为长期固存有机碳的途径之一。作为外硅源改良剂,硅肥能增强作物中植硅体的固碳功能,而生物炭则在减少土壤温室气体排放方面发挥积极作用。为探明硅肥和生物炭联合施用对植硅体固碳能力的影响途径及其对土壤温室气体排放的作用,设置4种处理,包括空白对照(CK)、硅肥(SF)、生物炭(BC)及硅肥与生物炭混合施用(BS),通过田间试验结合室内植硅体稳定分级试验,分析了不同处理下土壤硅组分的分布特征,证实了不同玉米组织中PhytOC固存量及其稳定性差异。此外,还阐明了混合外源硅对作物农艺性状和减少土壤温室气体排放具有影响。结果表明:在BS处理下,易溶硅(CaCl_(2)-Si)、无机土壤颗粒表面不稳定硅(Acetic-Si)、土壤有机质表面不稳定硅(H_(2)O_(2)-Si)含量呈先增加后降低趋势,而弱结晶硅酸盐及无定形硅(Na_(2)CO_(3)-Si)含量则持续下降。与CK相比,BS处理显著提高了玉米茎、鞘和叶部位植硅体含量,分别增加54.75%、5.68%和56.87%。作物PhytOC生产通量达到57.79 kg/(hm^(2)·a)。稳态植硅体含量提高16.32个百分点,稳态PhytOC生产通量为34.12 kg/(hm^(2)·a)。此外,联合施用下全球变暖潜势(Global warming potential,GWP)为3716.88 kg/hm^(2)。研究结果表明,硅肥与生物炭联合施用能够显著提升作物植硅体固碳能力及减少土壤温室气体排放,为实现长期碳固存提供了思路和方法。 展开更多

关键词 生物炭 混合外源硅 硅组分 植硅体 phytoc固存

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广西4种林分土壤植硅体碳分布及其影响因素

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作者 桑帅军 唐生森 +5 位作者 杨章旗 尹明善 陈雅云 卢忠耐 覃永康 蒋传航 《广西林业科学》 2025年第3期323-331,共9页

为探明不同林分土壤植硅体碳(PhytOC)的封存特征及其影响因素,以马尾松(Pinus massoniana)林、木荷(Schima superba)林、湿地松(Pinus elliottii)林和大叶桉(Eucalyptus robusta)林为研究对象,采集0~60 cm土层土壤,测定土壤基本性质,采... 为探明不同林分土壤植硅体碳(PhytOC)的封存特征及其影响因素,以马尾松(Pinus massoniana)林、木荷(Schima superba)林、湿地松(Pinus elliottii)林和大叶桉(Eucalyptus robusta)林为研究对象,采集0~60 cm土层土壤,测定土壤基本性质,采用相关性分析和主成分分析等方法,分析土壤基本性质与植硅体碳的关系。结果表明,在0~60 cm土层中,马尾松林pH值及有机碳、有效硅和Mg^(2+)含量均相对较高,大叶桉林pH值及全氮、全钾、Na^(+)和Mg^(2+)含量均相对较低;马尾松林(9.16 g/kg)和湿地松林(7.82 g/kg)土壤植硅体平均含量均高于木荷林(7.18 g/kg)和大叶桉林(7.00 g/kg);木荷林土壤植硅体碳平均含量最高(0.16 g/kg),其次为马尾松林(0.14 g/kg)和湿地松林(0.13 g/kg),大叶桉林最低(0.11 g/kg)。不同林分土壤植硅体和植硅体碳含量均存在显著差异。土壤植硅体碳总储量表现为木荷林(1.28 t/hm^(2))>马尾松林(1.09 t/hm^(2))>湿地松林(1.00t/hm^(2))>大叶桉林(0.85 t/hm^(2))。土壤含水率及全氮、有机碳、Mg^(2+)、Fe^(3+)和Al^(3+)含量较高有利于土壤植硅体碳积累。建议在未来的森林管理计划中优化木荷造林/再造林,可能有助于提高生物地球化学碳汇。 展开更多

关键词 植硅体 植硅体碳 碳储量 有机碳 影响因素

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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 被引量：22

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作者 孟赐福 姜培坤 +3 位作者 徐秋芳 周国模 宋照亮 黄张婷 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期921-929,共9页

植硅体闭蓄有机碳（phytolith—occluded organiccarbon，PhytOC）是封存在植硅体中的有机碳。在土壤环境中受到具有高度抗分解能力的植硅体的保护，它可以长期（数千年至万年以上）封存在土壤剖面中，从而成为陆地土壤长期（万年尺度... 植硅体闭蓄有机碳（phytolith—occluded organiccarbon，PhytOC）是封存在植硅体中的有机碳。在土壤环境中受到具有高度抗分解能力的植硅体的保护，它可以长期（数千年至万年以上）封存在土壤剖面中，从而成为陆地土壤长期（万年尺度）固碳的重要机制之一。以千年的时间尺度来衡量，估计全球土壤有机碳的平均积累率为2．4g·m^-2．a^-1，其中PhytOC积累贡献了15．0％～37．0％。通过选择种植高产PhytOC的植物物种来增加短期和长期碳汇的途径是存在的。大多数的农作物如大麦Hordeumvulgare，玉米Zeamays，水稻Oryzasativa，高粱Sorghumvulgare，甘蔗Saccharumofficinarum和小麦Triticumaestivum已知是植硅体的生产者。估计全球上述作物每年生产的PhytOC高达（5．08～12．01）×10^6t.a^-1。综述了植物生态系统中PhytOC的形成机制与特征、积累率、提高土壤PhytOC积累率的农学措施及其在全球土壤碳汇中的重要作用。 展开更多

关键词 土壤学 植物生态系统 植硅体 植硅体闭蓄有机碳(phytoc) 全球土壤碳汇 综述

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绿竹和麻竹地上部植硅体碳封存潜力 被引量：12

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作者 尹帅 姜培坤 +2 位作者 孟赐福 吴家森 张金林 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第20期6827-6835,共9页

可以在土壤中稳定存在数千年甚至上万年之久的植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)是陆地植物生态系统长期碳封存的重要机制之一。选取福建南靖地区绿竹(Dendrocalamopsis oldhami(Munro)Keng f.)和麻竹(Dendrocalamus ... 可以在土壤中稳定存在数千年甚至上万年之久的植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)是陆地植物生态系统长期碳封存的重要机制之一。选取福建南靖地区绿竹(Dendrocalamopsis oldhami(Munro)Keng f.)和麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro)两种重要丛生竹为研究对象,采集其竹叶、竹枝和竹秆样品,用微波消解法提取植硅体,采用碱溶法测定植硅体中碳含量,以比较两种丛生竹的植硅体碳封存潜力和封存速率。结果表明:绿竹和麻竹林地上部不同器官中Si含量变幅分别为4.95—37.53 g/kg和2.01—34.05 g/kg,植硅体含量变幅分别为3.35—100.80 g/kg和1.57—84.06 g/kg,两者地上部不同器官中的含量大小顺序均为叶>枝>秆。绿竹和麻竹林地上部不同器官干物质中的植硅体碳含量变幅分别为0.51—2.85 g/kg和0.17—2.22 g/kg。绿竹和麻竹林地上部PhytOC储量变幅分别为5.1—13.9 kg/hm^2和1.2—6.3 kg/hm^2。绿竹和麻竹地上植株不同器官中的最高PhytOC储量分别为枝和叶。绿竹和麻竹地上部PhytOC总储量分别为24.3 kg/hm^2和11.1 kg/hm^2。绿竹和麻竹林地上部PhytOC封存速率分别为0.051—0.131 t-e-CO_2hm^(-2)a^(-1)和0.0099—0.0139 t-e-CO_2hm^(-2)a^(-1),以绿竹和麻竹的最高PhytOC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_2和1520.11 t CO_2。 展开更多

关键词 绿竹 麻竹 植硅体 植硅体碳 phytoc封存速率

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浙江南部亚热带森林土壤植硅体碳的研究 被引量：14

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作者 林维雷 应雨骐 +3 位作者 姜培坤 黄张婷 吴家森 孟赐福 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1365-1373,共9页

植硅体封存有机碳（Phytolith—occluded organic carbon，PhytOC）是一种稳定的有机碳形态。它由植物自身硅化作用产生，在植物死亡或凋落后归还于土壤，从而影响森林生态系统稳定性碳库的储量。本文以浙江庆元县5种不同亚热带典型森... 植硅体封存有机碳（Phytolith—occluded organic carbon，PhytOC）是一种稳定的有机碳形态。它由植物自身硅化作用产生，在植物死亡或凋落后归还于土壤，从而影响森林生态系统稳定性碳库的储量。本文以浙江庆元县5种不同亚热带典型森林立地土壤为研究对象，利用不同土层深度（0～10cm、10～30cm、30—60cm和60～100cm）土壤样品，分析土壤植硅体含量和植硅体碳含量，并估算土壤中植硅体碳储量。结果表明，毛竹林、杉木林、针阔混交林、阔叶林和马尾松林土壤植硅体含量（土壤剖面平均值）变化范围在8．14～19．74gkg-1，其中毛竹林土壤植硅体含量最高。而植硅体中PhytOC平均含量最高的为马尾松林（24．31gkg-1），最低的为针阔混交林（13．06gkg-1）。土壤PhytOC／TOC比值随土层深度增加而急剧增加。统计分析表明，不同林分下土壤硅含量与土壤植硅体含量呈极显著相关关系（P〈0．01），与土壤PhytOC含量之间呈显著的正相关关系（P〈0．05）。我国亚热带毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林1m土体PhytOC总储量分别为1．988×107、4．025×107、2．575×107、2．542×107和0．340×107t。 展开更多

关键词 亚热带 森林土壤 土层 植硅体 植硅体碳(phytoc)

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缙云山不同土地利用方式下土壤植硅体碳的含量特征 被引量：11

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作者 罗东海 王子芳 +4 位作者 陆畅 黄容 王富华 李娇 高明 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期4270-4277,共8页

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... 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<0.05).对植硅体碳而言,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<0.05).统计分析表明,土壤全硅与土壤植硅体、土壤植硅体碳均表现出极显著的正相关关系(P<0.01).不同土地利用方式下土壤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. 展开更多

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

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苦竹林植硅体碳与硅的研究 被引量：23

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作者 杨杰 吴家森 +1 位作者 姜培坤 赵培平 《自然资源学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2016年第2期299-309,共11页

植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)具有很强的抗风化能力,能存在于土壤中达数千年之久,成为陆地土壤长期固碳的重要机制。论文以中国亚热带地区苦竹(Pleioblastus amarus)林生态系统为对象,探究硅、植硅体及植硅体碳... 植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)具有很强的抗风化能力,能存在于土壤中达数千年之久,成为陆地土壤长期固碳的重要机制。论文以中国亚热带地区苦竹(Pleioblastus amarus)林生态系统为对象,探究硅、植硅体及植硅体碳在竹林生态系统中的分布特征。研究结果表明,植硅体碳广泛分布于苦竹地上部分各器官中,植硅体和植硅体碳含量均为叶>枝>秆。被传统植硅体研究所忽略的竹枝和竹秆中的植硅体碳储量占到地上部分植硅体碳总储量的7.2%和51.1%。植硅体碳占总有机碳的比例在叶、枝、秆中分别为0.59%、0.21%和0.28%,植硅体碳占总有机碳的比例因积累器官的不同而存在明显的差异。植物体内植硅体的含量与土壤中植物可利用硅的含量之间存在显著的线性相关关系(R2=0.91,P<0.05),而与土壤中总硅无相关性(R2=0.16,P>0.05)。苦竹林植硅体碳封存速率为40.2 kg·hm-2·a-1。 展开更多

关键词 苦竹 器官 硅 植硅体 植硅体碳

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中国亚热带5种林分凋落物层植硅体碳的封存特性 被引量：7

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作者 应雨骐 项婷婷 +3 位作者 林维雷 吴家森 杨杰 姜培坤 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-7,共7页

【目的】森林生态系统的植硅体碳是一种长期（数千年）封存的土壤有机碳,对全球固碳有重要意义。本研究旨在估测中国亚热带森林凋落物层的植硅体碳贮量。【方法】以中国亚热带5种常见林分类型（毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔... 【目的】森林生态系统的植硅体碳是一种长期（数千年）封存的土壤有机碳,对全球固碳有重要意义。本研究旨在估测中国亚热带森林凋落物层的植硅体碳贮量。【方法】以中国亚热带5种常见林分类型（毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林）的凋落物为研究对象,收集地表凋落物并采集0-10 cm土层土样,用微波消解法提取凋落物及土壤中的植硅体,并测定植硅体中的碳含量。【结果】不同森林凋落物Si O2含量表现为毛竹林（152.50 g·kg^-1）〉阔叶林（13.96 g·kg^-1）〉针阔混交林（12.55 g·kg^-1）〉杉木林（7.62 g·kg^-1）〉马尾松林（6.59 g·kg^-1）;凋落物植硅体含量表现为毛竹林（180.20 g·kg^-1）〉阔叶林（14.67 g·kg^-1）〉针阔混交林（11.49 g·kg^-1）〉马尾松林（11.36 g·kg^-1）〉杉木林（5.58 g·kg^-1）;凋落物中植硅体碳含量表现为毛竹林（4.34 g·kg^-1）〉阔叶林（1.07 g·kg^-1）〉针阔混交林（1.04 g·kg^-1）〉马尾松林（0.67 g·kg^-1）〉杉木林（0.50 g·kg^-1）;凋落物现存生物量表现为阔叶林（3.20 kg·m^-2）〉马尾松林（2.51 kg·m^-2）〉针阔混交林（2.38kg·m^-2）〉杉木林（1.88 kg·m^-2）〉毛竹林（1.45 kg·m^-2）;5种林分凋落物中的Si O2含量与植硅体含量极显著正相关（R2=0.940 5,P〈0.01）;植硅体含量与植硅体碳含量（R2=0.950 0,P〈0.01）以及植硅体碳中有机碳含量与凋落物中植硅体碳含量（R2=0.7018,P〈0.01）均极显著相关;毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林凋落物层中的植硅体碳贮量分别为0.231,0.034,0.062,0.125和0.090 tCO2·hm^-2;毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林0-10 cm土层的植硅体碳贮量分别为0.492,0.217,0.352,0.362和0.448tCO2·hm^-2。【结论】5种林分均能通过凋落物植硅体将植硅体碳封存到土壤中;毛竹林凋落物中植硅体碳含量、凋落物和土壤的植硅体碳贮量在5种林分中都表现为最高;若以中国亚热带毛竹林年凋落物量3.6 t·hm^-2a^-1计算,毛竹林凋落物的植硅体碳封存速率为0.057 tCO2·hm^-2a^-1。本研究得到的中国亚热带中5种林分凋落物的植硅体碳贮量数据为进一步评价中国亚热带森林生态系统植硅体碳封存潜力提供科学依据。 展开更多

关键词 植硅体 亚热带森林 碳封存 植硅体碳

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典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征 被引量：8

9

作者 张金林 傅伟军 +5 位作者 周秀峰 尹帅 吴家森 姜培坤 杨杰 郑蓉 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1147-1156,共10页

土壤植硅体碳(Phytolith Occluded Organic Carbon,Phyt OC)是土壤稳定性碳库的重要来源之一,对于增强土壤碳汇,维持全球CO2平衡具有重要意义。为了了解土壤植硅体碳的空间分布,基于地统计学方法,结合Arc GIS 10.0空间分析软件,分析典... 土壤植硅体碳(Phytolith Occluded Organic Carbon,Phyt OC)是土壤稳定性碳库的重要来源之一,对于增强土壤碳汇,维持全球CO2平衡具有重要意义。为了了解土壤植硅体碳的空间分布,基于地统计学方法,结合Arc GIS 10.0空间分析软件,分析典型麻竹主产区——福建南靖县麻竹林不同土层的土壤植硅体碳的空间变异性。结果表明:南靖县麻竹土壤植硅体碳平均含量介于0.30~0.75g kg-1之间,变异系数介于80.38%~87.46%,表现为中等程度的变异性;地统计分析得出块基比介于8.7%~74.9%,有较强的空间自相关性,且参数比均较小,模型拟合度较好;0~100 cm土层土壤植硅体碳平均储量为4.23 t hm-2;土壤植硅体碳含量随土壤剖面深度的增加而降低,土壤植硅体碳、土壤植硅体和土壤全硅的空间分布图较为相似,它们之间也呈极显著正相关关系(p<0.01)。样地的竹林年龄与表层的土壤植硅体碳呈现显著正相关关系(p<0.05)。样地的海拔与表层的土壤植硅体碳呈现显著负相关关系(p<0.05)。 展开更多

关键词 麻竹 地统计学 植硅体碳 空间变异

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植硅体圈闭碳地球化学研究进展 被引量：13

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作者 许子娟 左昕昕 +5 位作者 范百龄 丁新泉 张晓东 李子川 闫翠香 宋照亮 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期151-159,共9页

植硅体是一种地球化学稳定性非常高的植源性非晶质二氧化硅颗粒物,在其形成过程中会圈闭一定量的有机碳。目前,植硅体圈闭碳(简称植硅体碳)被认为是一种稳定的碳汇机制,对调节全球气候变化具有重要意义,同时,植硅体碳同位素的研究对于... 植硅体是一种地球化学稳定性非常高的植源性非晶质二氧化硅颗粒物,在其形成过程中会圈闭一定量的有机碳。目前,植硅体圈闭碳(简称植硅体碳)被认为是一种稳定的碳汇机制,对调节全球气候变化具有重要意义,同时,植硅体碳同位素的研究对于古环境、古气候重建等研究领域具有重要的价值,因此,植硅体圈闭碳的地球化学研究受到许多学者的关注。基于国内外学者对植硅体、植硅体圈闭碳及其相关领域的研究成果,综述了植硅体的形成过程、化学元素组成、地球化学稳定性、植硅体碳汇以及植硅体碳同位素在古环境研究中的应用5个方面的研究进展,同时总结了当前植硅体及其圈闭碳在地球化学过程研究中所面临的主要问题,对于未来继续开展植硅体地球化学研究工作具有重要意义。 展开更多

关键词 植硅体 圈闭碳 地球化学稳定性 植硅体碳汇 古环境应用

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热带、亚热带典型森林-土壤系统植硅体碳演变规律 被引量：15

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作者 何珊琼 黄张婷 +2 位作者 吴家森 杨杰 姜培坤 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期697-704,共8页

分别选取中国亚热带毛竹林、马尾松林、青冈林、杉木林和热带青梅林、芭蕉林、橡胶林、马占相思林8种森林类型,采集其鲜叶、凋落叶以及0~10和10~30 cm土层土壤,通过微波消解法提取其中的植硅体,并采用碱溶法测定植硅体中碳含量.结果表... 分别选取中国亚热带毛竹林、马尾松林、青冈林、杉木林和热带青梅林、芭蕉林、橡胶林、马占相思林8种森林类型,采集其鲜叶、凋落叶以及0~10和10~30 cm土层土壤,通过微波消解法提取其中的植硅体,并采用碱溶法测定植硅体中碳含量.结果表明:4种亚热带森林类型鲜叶、凋落叶和0~10 cm土层中植硅体碳含量均以马尾松林(230.24、229.17、20.87g·kg^(-1))最高,毛竹林(30.55、37.37、3.38 g·kg^(-1))最低,10~30 cm土层则以青冈林(18.54g·kg^(-1))最高,毛竹林(2.90 g·kg^(-1))最低.热带森林鲜叶中植硅体碳含量以马占相思林(377.66 g·kg^(-1))最高,青梅林(46.83 g·kg^(-1))最低,凋落叶中则是橡胶林(218.23 g·kg^(-1))最高,芭蕉林(27.66 g·kg^(-1))最低,而0~10和10~30 cm土层土壤中均以马占相思林(23.84、24.90 g·kg^(-1))最高,芭蕉林(3.89、3.93 g·kg^(-1))最低.与0~10 cm表层土相比,杉木林、青冈林、马尾松林、毛竹林、橡胶林、马占相思林、芭蕉林和青梅林鲜叶植硅体碳含量分别下降97.4%、94.9%、90.9%、88.9%、95.9%、93.7%、93.3%和63.7%.青冈林、芭蕉林和马占相思林鲜叶植硅体碳含量显著高于凋落叶,而毛竹林、马尾松林、杉木林、青梅林和橡胶林之间无显著差异.8种森林类型土壤植硅体碳含量均显著低于鲜叶和凋落叶,表明植硅体在通过凋落物释放到土壤的过程中是不稳定的. 展开更多

关键词 植硅体 植硅体碳 亚热带森林 热带森林

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土壤植硅体碳稳定性的研究进展与展望 被引量：12

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作者 何珊琼 孟赐福 +3 位作者 黄张婷 姜培坤 邬奇峰 沈菁 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期506-515,共10页

植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,Phyt OC)是一个重要的长期(数千年)陆地碳组分,从而成为陆地土壤长期固碳的重要机制之一。植硅体碳的稳定性对全球陆地土壤碳库贡献比植硅体碳储量要大得多。综述了土壤植硅体碳的形成机制... 植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,Phyt OC)是一个重要的长期(数千年)陆地碳组分,从而成为陆地土壤长期固碳的重要机制之一。植硅体碳的稳定性对全球陆地土壤碳库贡献比植硅体碳储量要大得多。综述了土壤植硅体碳的形成机制与特征,研究植硅体碳稳定性的重要意义以及影响植硅体碳稳定性的因素:不同植被类型产生的植硅体碳的稳定性存在显著差异,不同生长环境下同一植被类型的植硅体碳稳定性也存在差异;古土壤中的植硅体碳稳定性大于幼年中的土壤;植物植硅体的形态组合能够响应土壤盐碱浓度及pH值的变化;湿度和降水等影响植硅体的数量、大小、形态组合以及碳、氧同位素;大气二氧化碳浓度对植硅体的类型、大小比率等产生影响;植硅体的硅铝比值越低,稳定性越高。 展开更多

关键词 土壤学 植硅体 稳定性 植硅体碳封存速率 影响因素 综述

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母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体碳含量的影响 被引量：9

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作者 刘俊霞 黄张婷 +4 位作者 姜培坤 黄程鹏 冯晟斐 陈晨 尹帅 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2917-2922,共6页

在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明:母岩、竹龄对毛... 在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明:母岩、竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体含量均有显著影响,不同母岩土壤毛竹竹叶中硅含量表现为花岗岩(33.19 g·kg^(-1))>砂页岩(32.64 g·kg^(-1))>凝灰岩(24.51 g·kg^(-1)),植硅体含量表现为花岗岩(105.81 g·kg^(-1))>砂页岩(93.50 g·kg^(-1))>凝灰岩(59.40 g·kg^(-1));3年生毛竹竹叶中硅与植硅体含量均显著高于1年生.母岩与竹龄对竹叶植硅体碳含量均无显著影响,而对竹叶干物质植硅体碳含量存在显著影响.3种母岩发育土壤上毛竹叶中硅与植硅体含量间呈显著正相关;但1年生竹叶中两者之间无显著相关性.要准确估算全国不同地域、不同土壤类型毛竹竹叶的植硅体含量时,需要考虑母岩、植物株龄的影响. 展开更多

关键词 硅 植硅体 植硅体碳 毛竹 母岩

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湿地生态系统植硅体及其封存有机碳研究进展 被引量：4

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作者 王方怡 游惠明 +4 位作者 洪志猛 曹彦 巫丽芸 游巍斌 何东进 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期282-293,共12页

湿地是生态系统的重要组成部分,其在演变发育过程中储存了大量环境变化信息,同时,其碳储量巨大,在全球生态系统碳汇中占据重要地位。植硅体作为气候变化的指示剂、长期碳封存的途径,在古环境和全球碳汇研究中备受关注。研究湿地生态系... 湿地是生态系统的重要组成部分,其在演变发育过程中储存了大量环境变化信息,同时,其碳储量巨大,在全球生态系统碳汇中占据重要地位。植硅体作为气候变化的指示剂、长期碳封存的途径,在古环境和全球碳汇研究中备受关注。研究湿地生态系统植硅体及其封存有机碳,对探讨湿地中植被类型变化、重建区域古生态环境、估算长期碳封存潜力,以及调节全球碳循环和应对全球气候变暖等方面具有重要意义。因此,在查阅、梳理国内外相关研究文献的基础上,从湿地生态系统植硅体的形态与分类、含量与分布及影响因素等基础研究,提取技术研究,以及在湿地古生态环境和全球碳汇潜力中的应用研究3大方面进行归纳与比较,并对未来湿地生态系统植硅体的研究方向进行展望,可为未来开展湿地生态系统植硅体与植硅体碳汇研究提供借鉴。 展开更多

关键词 湿地生态系统 古环境 植硅体 植硅体碳 碳汇

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毛竹林植硅体碳封存速率估算的最佳鲜叶采样时间 被引量：4

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作者 胡晓薇 黄程鹏 +5 位作者 黄张婷 姜培坤 吴家森 张云晴 孙凯 刘丽君 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2949-2954,共6页

本研究测定了毛竹林1年中不同月份现存鲜叶和凋落物的植硅体碳含量,通过比较不同月份鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率,估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳鲜叶采样时间.结果表明:毛竹鲜叶中植硅体和植硅体碳含量分别为... 本研究测定了毛竹林1年中不同月份现存鲜叶和凋落物的植硅体碳含量,通过比较不同月份鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率,估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳鲜叶采样时间.结果表明:毛竹鲜叶中植硅体和植硅体碳含量分别为23.45~101.07 g·kg-1和0.73~1.98 g·kg-1,且不同月份间差异显著;不同月份毛竹鲜叶植硅体碳封存速率为0.75~7.68 kg·hm-2·a-1,最大值和最小值分别出现在12月和4月,且差异显著;2月和12月毛竹鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率之间无显著差异,可将2月和12月作为估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳采样月份. 展开更多

关键词 毛竹 鲜叶 凋落物 植硅体碳 采样时间 植硅体碳封存速率

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闽江河口湿地典型植物群落及交错带植硅体碳分布特征研究 被引量：5

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作者 米慧珊 高会 +2 位作者 翟水晶 孙志高 何涛 《第四纪研究》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期99-107,共9页

湿地既是"碳汇"也是"碳源",研究发现,碳可以被长久稳定地封存在植硅体内,不同植物的植硅体封存碳的能力有明显差异。选取闽江河口鳝鱼滩湿地芦苇群落、短叶茳芏群落、互花米草群落及交错带为研究对象,研究这3种植... 湿地既是"碳汇"也是"碳源",研究发现,碳可以被长久稳定地封存在植硅体内,不同植物的植硅体封存碳的能力有明显差异。选取闽江河口鳝鱼滩湿地芦苇群落、短叶茳芏群落、互花米草群落及交错带为研究对象,研究这3种植物植硅体碳(Phytolith-Occluded Carbon,简称PhytOC)含量和储量的空间变化特征和影响因素,探讨PhytOC含量在纯群落和交错带的差异,为研究植物竞争和碳循环过程提供依据。结果表明:受水文条件、植物生长和空间扩展等影响,闽江河口湿地植物PhytOC含量整体表现为近岸区高于近海区,PhytOC储量表现为纯群落高于交错带。PhytOC含量依次表现为芦苇纯群落(4.14 mg/g) > 交错带芦苇(3.67 mg/g) > 与芦苇交错的短叶茳芏(3.08 mg/g) > 互花米草纯群落(2.70 mg/g) > 与互花米草交错的短叶茳芏(1.96 mg/g) > 交错带互花米草(1.86 mg/g) > 短叶茳芏纯群落(1.75 mg/g)。短叶茳芏与芦苇相互扩展中短叶茳芏植物整体及各器官PhytOC含量均升高,而与互花米草相互扩展时短叶茳芏除了根系、茎以外各器官PhytOC含量均下降。3种植物各器官在交错带中PhytOC储量分配比明显不同于纯群落,根系PhytOC储量的分配比上升,提高了根系竞争力。芦苇、短叶茳芏、互花米草通过植硅体封存的碳储量分别占植物碳储量的0.27%、0.15%和0.07%,但植物间的扩展过程影响了植物的PhytOC储量,其中短叶茳芏与互花米草形成的交错带中短叶茳芏下降幅度最高(56.29%),互花米草下降幅度最低(26.15%)。由此可见,植物的空间扩展对植物PhytOC含量、储量以及在不同器官的分配比都有一定的影响,短叶茳芏在与芦苇和互花米草竞争时分别采取不同的PhytOC分配机制。 展开更多

关键词 植硅体碳 植物空间扩展 湿地 闽江河口

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亚热带不同林龄马尾松林地上器官植硅体碳封存潜力 被引量：5

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作者 孙凯 吴家森 +3 位作者 盛卫星 姜培坤 张云晴 葛江飞 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期10-18,共9页

【目的】揭示我国亚热带不同林龄马尾松林地上器官的植硅体碳封存特征,计量我国马尾松林植硅体碳封存潜力,为马尾松林长期固碳减排研究提供依据。【方法】采集不同林龄马尾松的树枝、树叶、树干样品,用微波消解法提取植物中的植硅体,并... 【目的】揭示我国亚热带不同林龄马尾松林地上器官的植硅体碳封存特征,计量我国马尾松林植硅体碳封存潜力,为马尾松林长期固碳减排研究提供依据。【方法】采集不同林龄马尾松的树枝、树叶、树干样品,用微波消解法提取植物中的植硅体,并测定植硅体碳含量。【结果】马尾松各地上器官的植硅体及植硅体碳含量排序一致,植硅体含量表现为树叶(1.829 g·kg^-1)>树枝(0.771 g·kg^-1)>树干(0.452 g·kg^-1),植硅体碳含量表现为树叶(0.357 g·kg^-1)>树枝(0.172 g·kg^-1)>树干(0.104 g·kg^-1);树龄对马尾松树叶、树枝的植硅体和植硅体碳含量均有显著影响(P<0.05),而对地上器官的植硅体封闭碳含量均无显著影响(P>0.05);不同年龄马尾松树叶的植硅体含量表现为55 a(2.358 g·kg^-1)>63 a(1.923 g·kg^-1)>36 a(1.719 g·kg^-1)>24 a(1.655 g·kg^-1)>15 a(1.489 g·kg^-1);马尾松树叶植硅体含量与土壤pH值和土壤有效硅含量显著负相关(P<0.05);地上各器官植硅体碳储量表现为树干>树枝>树叶,其中树干和树枝的植硅体碳储量分别占地上器官植硅体碳总储量的69.2%和20.7%;不同年龄马尾松林的地上器官总植硅体碳储量表现为55 a(15.97 kg·hm^-2)>63 a(15.54 kg·hm^-2)>36 a(10.63 kg·hm^-2)>15 a(10.46 kg·hm^-2)>24 a(10.13 kg·hm^-2);不同年龄马尾松林地上器官总植硅体碳封存速率表现为15 a(10.94 kgCO2·hm^-2a^-1)>24 a(9.97 kgCO2·hm^-2a^-1)>36 a(7.20 kgCO2·hm^-2a^-1)>55 a(5.10 kgCO2·hm^-2a^-1)>63 a(4.76 kgCO2·hm^-2a^-1)。【结论】马尾松植硅体含量和植硅体碳含量均存在林龄与器官的显著差异。若以我国现有的马尾松林面积1200万hm^2和平均植硅体碳封存速率7.58 kgCO2·hm^-2a^-1计算,每年可封存91000 t CO2。 展开更多

关键词 马尾松 地上器官 植硅体碳 植硅体碳封存潜力

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北亚热带麻栎林土壤植硅体碳储量研究 被引量：3

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作者 王霞 胡海波 +3 位作者 程璨 张帅 陈建宇 卢洪霖 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-9,共9页

【目的】研究北亚热带麻栎Quercus acutissima林土壤植硅体碳(PhytOC)质量分数及剖面分布规律,探讨不同林龄麻栎林土壤植硅体碳储量的差异。【方法】以江苏省句容市不同林龄麻栎林土壤为研究对象,按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm分层... 【目的】研究北亚热带麻栎Quercus acutissima林土壤植硅体碳(PhytOC)质量分数及剖面分布规律,探讨不同林龄麻栎林土壤植硅体碳储量的差异。【方法】以江苏省句容市不同林龄麻栎林土壤为研究对象,按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm分层取土壤样品,测定植硅体和植硅体碳质量分数,并估算麻栎林土壤植硅体碳储量。【结果】土壤有效硅质量分数为45.7~153.3 mg·kg−1,随土层深度增加而增大,各分层之间有效硅质量分数差异不显著,不同林龄麻栎林土壤有效硅质量分数差异显著(P<0.05)。幼龄林和成熟林土壤植硅体、植硅体碳和植硅体中有机碳质量分数均随土层深度增加先增大后减小,而中龄林则随土层深度增加而减小;不同林龄之间土壤植硅体、植硅体碳、植硅体中有机碳质量分数差异显著(P<0.05),而各土层之间差异均不显著。土壤植硅体碳和总有机碳质量分数比值(PhytOC/TOC)为0.36%~1.49%,大致随土层深度的增加而增大;不同土层之间PhytOC/TOC差异不显著,但各林龄之间差异显著(P<0.05)。土壤植硅体与植硅体碳质量分数之间呈极显著正相关关系(P<0.01),植硅体碳与有效硅质量分数之间无相关性;麻栎林土壤植硅体碳储量为1.15~1.47 t·hm−2,幼龄林、中龄林、成熟林土壤的植硅体碳储量占有机碳储量的比例分别为0.80%~1.50%、0.73%~1.10%、0.36%~0.67%,占比较小。【结论】受土壤理化性质、淋溶作用等的影响,植硅体和植硅体碳质量分数在不同林龄麻栎林土壤剖面中的分布具有一定的差异性。植硅体碳储量占有机碳储量的比例较小,但随土层深度的增加而增大,表明植硅体碳较其他形式的碳更加稳定。从时间尺度上来讲,植硅体碳汇是森林长期碳汇的重要组成部分。 展开更多

关键词 森林生态学 麻栎林 土壤 植硅体 植硅体碳 植硅体碳储量

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不同马尾松种源树干植硅体碳封存潜力比较 被引量：4

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作者 张云晴 张振 +1 位作者 孙凯 姜培坤 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期883-890,共8页

【目的】植硅体封存有机碳(PhytOC)在减少大气二氧化碳含量、缓解温室效应等方面具有重要意义。本研究旨在研究不同种源马尾松Pinus massoniana树干植硅体碳封存潜力存在的差异,从而筛选出植硅体碳封存潜力较强的马尾松种源。【方法】... 【目的】植硅体封存有机碳(PhytOC)在减少大气二氧化碳含量、缓解温室效应等方面具有重要意义。本研究旨在研究不同种源马尾松Pinus massoniana树干植硅体碳封存潜力存在的差异,从而筛选出植硅体碳封存潜力较强的马尾松种源。【方法】在浙江淳安姥山林场采集20个马尾松种源树干样品,20个种源分别来自于全国11个省区的20个产地。以各样品总有机碳、植硅体、植硅体封存有机碳质量分数及树干生物量的测定结果来分析不同马尾松种源植硅体碳封存潜力的差异。【结果】20个马尾松种源树干的总有机碳、植硅体、植硅体封存有机碳、植硅体碳质量分数分别变动于467.6~489.6、0.305~0.845、126.8~210.2、0.049~0.128 g·kg^−1;马尾松标准株树干生物量和植硅体碳储量的变动范围分别为76.48~295.39 kg·株^−1和4.83~31.58 g·株^−1;种源聚类分析可以将20个马尾松种源划分为4类,以湖北通山84、广西恭城111、江西吉安63和广西岑溪115植硅体碳封存能力较强的种源为1类;以河南桐柏21、湖南安化72、广东信宜105为代表的7个马尾松种源的植硅体碳封存能力次之;以浙江淳安56、贵州都匀123、福建永定95为代表的8个马尾松种源为第3类;浙江庆元54为植硅体碳封存能力最差的一类。【结论】不同种源马尾松树干的植硅体、植硅体封存有机碳和植硅体碳含量均具有显著性差异(P<0.05)。广西岑溪115的植硅体碳封存能力最强,因此在马尾松生态系统中,可通过推广广西岑溪115来提高植硅体碳封存量。 展开更多

关键词 马尾松 种源 树干 植硅体 植硅体封存有机碳

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草地生态系统植硅体碳研究进展 被引量：2

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作者 武倩 黄程鹏 +3 位作者 奇立敏 鞠馨 高翠萍 韩国栋 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期135-143,共9页

植硅体在硅化作用过程中包裹的部分有机碳被称为植硅体碳(Phytolith-occluded organic carbon,PhytOC),是草地碳汇的重要组成部分。植硅体碳封存对于草地生态系统碳循环的动态平衡具有重要意义,然而,草地生态系统植硅体固碳还没有得到... 植硅体在硅化作用过程中包裹的部分有机碳被称为植硅体碳(Phytolith-occluded organic carbon,PhytOC),是草地碳汇的重要组成部分。植硅体碳封存对于草地生态系统碳循环的动态平衡具有重要意义,然而,草地生态系统植硅体固碳还没有得到足够多的关注和充分研究。本文对近年来陆地生态系统PhytOC的相关研究进展进行梳理,分析植物PhytOC的形成及封存、土壤PhytOC的积累及其稳定性和不同草地类型PhytOC的分布及储量,探讨人类活动干扰和全球气候变化对草地生态系统PhytOC的影响,提出了未来草地生态系统PhytOC的研究方向,为准确估测全球气候变化背景下植硅体固碳潜力和进一步完善生态系统碳循环模型提供理论依据。 展开更多

关键词 草原 碳循环 植硅体 植硅体碳 气候变化

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