【摘要】：植硅體是植物吸收的硅酸鹽在細胞壁和細胞間隙內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,植硅體碳被認為是重要的生物地球化學碳匯機制,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,為認識草原植硅體累積的環(huán)境條件和機制、更準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�？傮w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大于對植物地上生物量積累的促進,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該在植物基本完成生長后采集測定,早期取樣會低估。同時,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關系(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)律的認識,對于估算草原植硅體長期固碳潛力,以及為此目標的植物取樣方法設計提供了依據(jù)。
【圖文】：

圖 3.1 實驗區(qū)域 10 個采樣點Fig.3.1 10 Study area and the 10 sites for plant and soil sampling in two geological regions(A 內蒙古 Inner Mongolia;B 錫林浩特市 Xilinhot; C 取樣區(qū)域 sampling area)研究地區(qū)位于內蒙古錫林浩特市東南部約 50 km 的白音錫勒牧場境內。地質圖顯示(圖 3.1)，該區(qū)域西部為玄武巖母質區(qū)，是基性噴出巖，經內蒙古的礦產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；東部區(qū)域為花崗巖母質區(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。該研究區(qū)域氣候屬于溫帶大陸性季風性氣候，，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。分別在玄武巖母質區(qū)域草原和花崗巖母質區(qū)域草原每隔 10 km 選取實驗樣

圖 3.2 兩種地質區(qū)域草原植物地上生物量(A)、土壤含水量(B)、pH(C)和有機碳 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)。
【學位授予單位】：內蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S812

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