基于林齡的寒溫帶森林土壤植硅體及其封存效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-19 05:10
近年來(lái),隨著森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯研究的深入,植硅體碳在全球生物地球化學(xué)碳循環(huán)中的作用越來(lái)越受關(guān)注。本研究以大興安嶺林區(qū)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種興安落葉松林為研究對(duì)象,選取林相整齊的幼齡、中齡、近熟、成過(guò)熟興安落葉松林,采用空間換時(shí)間的方法,系統(tǒng)提取了興安落葉松土壤植硅體,開(kāi)展了不同林齡興安落葉松林土壤中植硅體及其對(duì)生源要素的封存效應(yīng)研究,分析了土壤剖面中Phyt OC、Phyt N、Phyt P、Phyt Si的含量、儲(chǔ)量及化學(xué)計(jì)量學(xué)特征,以期為探討不同林齡興安落葉松林土壤植硅體生源要素封存潛力與效應(yīng)的差異機(jī)制積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。研究表明:1.植硅體有在表土富集且在剖面遷移的趨勢(shì)。隨土壤深度,各林齡土壤Phytolith、Phyt OC、Phyt N、Phyt P、Phyt Si的含量和儲(chǔ)量均呈遞減趨勢(shì);土壤植硅體含量與封存生源要素含量存在顯著的相關(guān)關(guān)系。2.植物體在不同生長(zhǎng)期各項(xiàng)生理功能及林分穩(wěn)定性存在較大差異,導(dǎo)致土壤植硅體及Phyt OC、Phyt N、Phyt P含量及儲(chǔ)量表現(xiàn)出隨林齡先減小后增大的趨勢(shì)。3.不同林齡土壤植硅體C/N、C/P、N/P存在較大差異,整體表現(xiàn)為隨土壤深度各化學(xué)計(jì)量學(xué)比遞減趨勢(shì)...
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
森林生態(tài)系統(tǒng)硅的生物地球化學(xué)循環(huán)示意圖
目前關(guān)于植物細(xì)胞中植硅體封存生源要素的機(jī)制還沒(méi)有明確的定論。在植硅體形成過(guò)程中,可能是以 吞噬 的形式包裹固定一些細(xì)胞器和胞間元素,形成植硅體碳。Carter[26]在探索植硅體固碳的過(guò)程中根據(jù)前人的研究成果假設(shè)了植硅體封存生源要素的過(guò)程。如圖 1.2 所示[26],絕大多數(shù)細(xì)胞的液泡中含有一定量的由 O-Si-O 共價(jià)鍵構(gòu)成的可溶性單硅酸(H4SiO4)。在細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中 ,胞內(nèi)外液體不斷進(jìn)行交換 ,可溶性的單硅酸在這個(gè)交換過(guò)程中被保留下來(lái) ,并轉(zhuǎn)化為其他形式的單硅酸鏈 ,隨著細(xì)胞內(nèi)外液體的交換 ,一些元素和細(xì)胞器進(jìn)入液泡中,進(jìn)而使不同形式的單硅酸相互連接 ,硅酸濃度增加。當(dāng)胞內(nèi)硅酸濃度達(dá)到一定程度時(shí),液泡中的一些元素和細(xì)胞器會(huì)被高濃度的硅酸 吞噬 并牢牢固定。隨著胞內(nèi)外液體進(jìn)一步交換,單硅酸聚合體會(huì)被細(xì)胞器及其他細(xì)胞環(huán)境壓成一定的形狀。當(dāng)細(xì)胞衰老以后 ,細(xì)胞中的液體逐漸消失 ,單硅酸聚合體脫水硅化,最終形成封存了生源要素的植硅體。
圖 2.1 樣地現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig 2.1 Sample site photo2.3 分析方法.3.1 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定;土壤 pH 采用去離子水浸泡土壤(水土比為 5:1);后用 pH 計(jì)測(cè)定;土壤總磷采用硝酸 高氯酸消解鉬銻抗分光光度法在 700nm長(zhǎng)下測(cè)定;土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀 外加熱法,用硫酸亞鐵滴定進(jìn)行測(cè)定;壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀采用聯(lián)合浸提 比色法測(cè)定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表土植硅體研究進(jìn)展[J]. 溫昌輝,呂厚遠(yuǎn),左昕昕,葛勇. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2018(09)
[2]陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J]. 程瑞梅,王娜,肖文發(fā),沈雅飛,劉澤彬. 林業(yè)科學(xué). 2018(07)
[3]火燒強(qiáng)度和火后恢復(fù)時(shí)間對(duì)大興安嶺森林土壤有機(jī)碳含量的影響[J]. 張宇婧,吳志偉,顧先麗,付婧婧,閆賽佳. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)植硅體碳匯研究進(jìn)展[J]. 潘文杰,楊孝民,張曉東,李自民,楊石磊,吳云濤,郝倩,宋照亮. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2017(08)
[5]黃土高原不同林齡刺槐林碳、氮、磷化學(xué)計(jì)量特征[J]. 馬任甜,安韶山,黃懿梅. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]典型麻竹林土壤植硅體碳的空間異質(zhì)性特征[J]. 張金林,傅偉軍,周秀峰,尹帥,吳家森,姜培坤,楊杰,鄭蓉. 土壤學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]地形因子對(duì)大興安嶺北端寒溫帶針葉林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響[J]. 林維,崔曉陽(yáng). 森林工程. 2017(03)
[8]三種不同生態(tài)型竹種植硅體碳匯比較研究[J]. 馮晟斐,黃張婷,楊杰,吳家森,姜培坤,鄭蓉. 自然資源學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]植硅體記錄在第四紀(jì)環(huán)境與全球變化中的研究[J]. 王盼麗,劉榮訪,白雪,徐章龍,陳亭亭. 城市地理. 2016(20)
[10]植物生態(tài)系統(tǒng)中的植硅體閉蓄有機(jī)碳及其在全球土壤碳匯中的重要作用[J]. 孟賜福,姜培坤,徐秋芳,周國(guó)模,宋照亮,黃張婷. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
博士論文
[1]植硅體分析方法的應(yīng)用與改進(jìn)[D]. 吳妍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]不同種植年限毛竹林土壤硅碳演變特征[D]. 馮秀智.浙江農(nóng)林大學(xué) 2018
[2]黃土高原人工刺槐林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[D]. 方瑛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]中國(guó)東部森林土壤中植硅體積累和硅形態(tài)分布研究[D]. 張曉東.浙江農(nóng)林大學(xué) 2016
[4]中國(guó)亞熱帶重要森林類型現(xiàn)存凋落物植硅體碳匯與通量研究[D]. 應(yīng)雨騏.浙江農(nóng)林大學(xué) 2015
[5]亞熱帶重要森林類型土壤植硅體碳的研究[D]. 林維雷.浙江農(nóng)林大學(xué) 2015
[6]大興安嶺北部林區(qū)主要樹(shù)種生物量和碳儲(chǔ)量研究[D]. 郭穎濤.東北林業(yè)大學(xué) 2015
[7]雷竹生態(tài)系統(tǒng)植硅體封存有機(jī)碳匯研究[D]. 黃張婷.浙江農(nóng)林大學(xué) 2014
[8]竹林土壤—植物系統(tǒng)Si的生物地球化學(xué)循環(huán)研究[D]. 趙送來(lái).浙江農(nóng)林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3444213
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
森林生態(tài)系統(tǒng)硅的生物地球化學(xué)循環(huán)示意圖
目前關(guān)于植物細(xì)胞中植硅體封存生源要素的機(jī)制還沒(méi)有明確的定論。在植硅體形成過(guò)程中,可能是以 吞噬 的形式包裹固定一些細(xì)胞器和胞間元素,形成植硅體碳。Carter[26]在探索植硅體固碳的過(guò)程中根據(jù)前人的研究成果假設(shè)了植硅體封存生源要素的過(guò)程。如圖 1.2 所示[26],絕大多數(shù)細(xì)胞的液泡中含有一定量的由 O-Si-O 共價(jià)鍵構(gòu)成的可溶性單硅酸(H4SiO4)。在細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中 ,胞內(nèi)外液體不斷進(jìn)行交換 ,可溶性的單硅酸在這個(gè)交換過(guò)程中被保留下來(lái) ,并轉(zhuǎn)化為其他形式的單硅酸鏈 ,隨著細(xì)胞內(nèi)外液體的交換 ,一些元素和細(xì)胞器進(jìn)入液泡中,進(jìn)而使不同形式的單硅酸相互連接 ,硅酸濃度增加。當(dāng)胞內(nèi)硅酸濃度達(dá)到一定程度時(shí),液泡中的一些元素和細(xì)胞器會(huì)被高濃度的硅酸 吞噬 并牢牢固定。隨著胞內(nèi)外液體進(jìn)一步交換,單硅酸聚合體會(huì)被細(xì)胞器及其他細(xì)胞環(huán)境壓成一定的形狀。當(dāng)細(xì)胞衰老以后 ,細(xì)胞中的液體逐漸消失 ,單硅酸聚合體脫水硅化,最終形成封存了生源要素的植硅體。
圖 2.1 樣地現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig 2.1 Sample site photo2.3 分析方法.3.1 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定;土壤 pH 采用去離子水浸泡土壤(水土比為 5:1);后用 pH 計(jì)測(cè)定;土壤總磷采用硝酸 高氯酸消解鉬銻抗分光光度法在 700nm長(zhǎng)下測(cè)定;土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀 外加熱法,用硫酸亞鐵滴定進(jìn)行測(cè)定;壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀采用聯(lián)合浸提 比色法測(cè)定。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表土植硅體研究進(jìn)展[J]. 溫昌輝,呂厚遠(yuǎn),左昕昕,葛勇. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué). 2018(09)
[2]陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J]. 程瑞梅,王娜,肖文發(fā),沈雅飛,劉澤彬. 林業(yè)科學(xué). 2018(07)
[3]火燒強(qiáng)度和火后恢復(fù)時(shí)間對(duì)大興安嶺森林土壤有機(jī)碳含量的影響[J]. 張宇婧,吳志偉,顧先麗,付婧婧,閆賽佳. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)植硅體碳匯研究進(jìn)展[J]. 潘文杰,楊孝民,張曉東,李自民,楊石磊,吳云濤,郝倩,宋照亮. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2017(08)
[5]黃土高原不同林齡刺槐林碳、氮、磷化學(xué)計(jì)量特征[J]. 馬任甜,安韶山,黃懿梅. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]典型麻竹林土壤植硅體碳的空間異質(zhì)性特征[J]. 張金林,傅偉軍,周秀峰,尹帥,吳家森,姜培坤,楊杰,鄭蓉. 土壤學(xué)報(bào). 2017(05)
[7]地形因子對(duì)大興安嶺北端寒溫帶針葉林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響[J]. 林維,崔曉陽(yáng). 森林工程. 2017(03)
[8]三種不同生態(tài)型竹種植硅體碳匯比較研究[J]. 馮晟斐,黃張婷,楊杰,吳家森,姜培坤,鄭蓉. 自然資源學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]植硅體記錄在第四紀(jì)環(huán)境與全球變化中的研究[J]. 王盼麗,劉榮訪,白雪,徐章龍,陳亭亭. 城市地理. 2016(20)
[10]植物生態(tài)系統(tǒng)中的植硅體閉蓄有機(jī)碳及其在全球土壤碳匯中的重要作用[J]. 孟賜福,姜培坤,徐秋芳,周國(guó)模,宋照亮,黃張婷. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
博士論文
[1]植硅體分析方法的應(yīng)用與改進(jìn)[D]. 吳妍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]不同種植年限毛竹林土壤硅碳演變特征[D]. 馮秀智.浙江農(nóng)林大學(xué) 2018
[2]黃土高原人工刺槐林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[D]. 方瑛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]中國(guó)東部森林土壤中植硅體積累和硅形態(tài)分布研究[D]. 張曉東.浙江農(nóng)林大學(xué) 2016
[4]中國(guó)亞熱帶重要森林類型現(xiàn)存凋落物植硅體碳匯與通量研究[D]. 應(yīng)雨騏.浙江農(nóng)林大學(xué) 2015
[5]亞熱帶重要森林類型土壤植硅體碳的研究[D]. 林維雷.浙江農(nóng)林大學(xué) 2015
[6]大興安嶺北部林區(qū)主要樹(shù)種生物量和碳儲(chǔ)量研究[D]. 郭穎濤.東北林業(yè)大學(xué) 2015
[7]雷竹生態(tài)系統(tǒng)植硅體封存有機(jī)碳匯研究[D]. 黃張婷.浙江農(nóng)林大學(xué) 2014
[8]竹林土壤—植物系統(tǒng)Si的生物地球化學(xué)循環(huán)研究[D]. 趙送來(lái).浙江農(nóng)林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3444213
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