论文部分内容阅读
硅在陆地生态系统中的生物地球化学循环与全球土壤碳的平衡和全球气候变暖密切相关。竹子是典型的硅超富集植物,竹林土壤中生物硅的累积速率远高于赤道雨林、温带草原以及温带落叶林和针叶林。本研究在浙江农林大学校园竹林选择不同散生竹、丛生竹和混生竹为试材,运用偏硼酸锂溶解,钼蓝比色方法以及Bray法,研究了不同类型竹子各个器官(包括叶、枝、杆、篼、根、鞭)以及全年中每月份凋落物的硅和磷含量变化、储量、通量和年循环量等,为植硅体封存碳潜力评估,探索竹林硅磷循环交互作用,提高竹林磷肥有效性及利用率提供科学参考依据。(1)对不同类型竹器官硅分布特征的研究表明,不同类型竹子器官硅质量分数均为叶>蔸>枝>根>鞭>秆,质量分数区间为1.77~63.10g·kg-1,在不同类型间竹叶硅含量分布趋势整体表现为混生>散生>丛生;其中硅储量和通量分别为混生(2225.91 kg·ha-1·a-1,1112.96 kg·ha-1·a-1)>散生(788.18 kg·ha-1·a-1,394.06kg·ha-1·a-1)>丛生(586.00 kg·ha-1·a-1,293.00 kg·ha-1·a-1)。全国竹子硅储量和通量散生竹远高于丛生竹和混生竹。植硅体封存CO2通量为混生竹(38.83·kg·ha-1a-1)>散生竹(33.69kg·ha-1·a-1)>丛生竹(27.32kg·ha-1·a-1),全国散生竹总植硅体碳封存速率(190.69×106~197.48×106 kg·a-1)分别为丛生竹和混生竹的5.46倍和35.7倍。(2)对不同类型竹器官磷分布特征的研究表明,不同类型竹子器官磷质量分数总体表现出竹叶>竹鞭>竹枝>竹秆>竹篼>竹根的趋势,各器官硅含量总体上分别表现出丛生>散生>混生。磷储量和通量总体上为混生竹>丛生竹>散生竹,全国面积下的散生竹每年磷的总储量(458.16×106kg·a-1),分别是丛生竹和混生竹的4.40倍和29.09倍;初步估算出全国每年散生、丛生、混生竹落叶磷通量分别达到16.19-71.94×106,8.85-11.58×106,1.80-2.74×106 kg·a-1。竹叶的硅含量与磷含量之间相关性呈极显著负相关关系,竹秆中的硅含量与磷含量之间相关性呈显著正相关关系。(3)对不同类型凋落物硅分布特征的研究表明,各类型竹子凋落物硅含量分布趋势大致为丛生(75.88 g·kg-1)>混生(54.37 g·kg-1)>散生(51.59 g·kg-1)。三类类型竹子凋落物的生物量基本均在5~6月达到最高,个别竹种在前后两个月达到最高。全国面积下,散生竹凋落物中全年硅的归还通量(1548.71×106kg·a-1)分别是丛生竹(413.70×106kg·a-1)和混生竹(55.09×106kg·a-1)的3.74倍和28.11倍。初步估算三种类型竹子植硅体封存CO2通量为混生竹(53.52g·ha-1·a-1)>散生竹(31.72 g·ha-1·a-1)>丛生竹(30.97 g·ha-1·a-1)。三种类型竹子凋落物中的硅/磷比值在4~7月均达到顶峰,8~12月间较为稳定,三种类型竹子全年硅/磷比均值范围为90.03~350.69。混生竹的CO2封存速率略高于散生竹和丛生竹,在未来的竹林种植和管理中,可以适当地通过选择封存CO2通量高的竹种(如混生竹)进行造林或者采取竹林废弃物还林作硅肥等措施来提高部分竹林植硅体的生物固碳潜力。