硅是陆地表层系统中的重要元素之一，硅的生物地球化学循环联系并影响着风化、淋溶、生物吸收和转化等过程。虽然硅在陆地生态系统中的迁移已经有了一定的研究，但在硅迁移的机理、硅源解析、植物对硅迁移的贡献、硅同位素对迁移和土壤发生发育的指示等方面，尚存在很多困惑和争议。　　本研究基于典型亚热带花岗岩地区3个小流域的长期定点研究，通过对大气沉降和径流输出的化学组成、土壤矿物学和地球化学特征以及岩石、土壤、植物、水体和大气硅循环的多年系统观测，建立了流域中多个元素的地球化学平衡关系，结合生物硅和硅同位素指纹的方法，分析了矿物风化和土壤形成过程中硅的迁移和转化规律，探讨了土壤发生演化与硅生物地球化学循环的关系。结果表明:　　矿物风化和酸化过程中岩石、土壤、径流水中硅与盐基离子的化学计量学关系，能够有效地区分矿物风化和土壤胶体的阳离子交换过程对质子消耗比例。硅循环通量及其与盐基离子和H+的化学计量关系有利于准确估算土壤的酸化速率，由此估算的土壤酸化速率仅为传统方法的一半。由于径流水中有一半以上的盐基离子来源于土壤胶体的阳离子交换，所以径流水中硅的含量和通量比盐基离子能更准确地反映流域内矿物的风化速率。　　植物对硅的高吸收通量显著地增加了硅酸盐矿物的风化速率，如果不考虑植物的影响，会显著低估风化速率。亚热带地区土壤形成过程中，同时存在土壤的脱硅和复硅过程，植物吸收硅不仅加快了原生矿物的风化，也对硅在土壤剖面中进行了重新分配，使得表层出现复硅，但是不同富硅植物对土壤的脱硅和复硅表现不同。亚热带花岗岩地区发育的年轻土壤不同于强发育的热带土壤，土壤中含有丰富的可风化矿物，植物硅酸体（简称植硅体）对径流水中可溶性硅的贡献很小。　　岩石-土壤-植物-水体的硅同位素(δ30Si)值分馏程度可以反映矿物的风化强度、土壤的发生过程和发育程度，土壤中不同粒级的硅同位素值具有很大的差异，指示了土壤发生过程中黏土矿物的合成过程。植物复硅并不会降低土壤的δ30Si值，土壤脱硅过程则逐渐降低土壤的δ30Si值，因此土壤中全土及不同提取成分中的δ30Si值可以指示土壤硅的不同迁移过程和径流水中硅的来源。　　本研究将硅循环与盐基离子的风化和输出计量关系用于准确定量矿物风化速率和土壤酸化速率，将植硅体和硅同位素结合起来反映硅在土壤中的迁移路径和土壤发生演化，为理解土壤发生过程中硅迁移机理提供了可靠依据，拓展了硅在土壤发生学中的应用，为今后相关研究提供了新的研究手段和方法借鉴。