中國(guó)重要叢生竹生態(tài)系統(tǒng)植硅體碳匯研究.pdf

1、植硅體（phytolith）是填充在苔蘚植物門(Byophyta)、維管束植物門（Trachophyta）等高等植物的細(xì)胞壁和內(nèi)腔等組織中的非晶質(zhì)硅酸體（SiO2·nH2O）。在植硅體形成的過程中，植硅體內(nèi)部將封存少量有機(jī)碳，即形成植硅體碳（PhytOC）。植硅體具有很強(qiáng)的抗氧化性、抗分解能力。植硅體碳受植硅體保護(hù)，在植物死亡后仍可以保存和累積在土壤中數(shù)千年之久，與土壤中其它有機(jī)碳形態(tài)相比，能形成更穩(wěn)定的土壤有機(jī)碳庫(kù)。同時(shí)，植硅體碳對(duì)土

2、壤的歸還固定形式對(duì)調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)碳平衡和緩解全球氣候變化具有十分重要的意義。
　　叢生竹是一種重要的竹林資源，廣泛分布在長(zhǎng)江以南地區(qū)，具有生長(zhǎng)快、生物量大、根莖系統(tǒng)發(fā)達(dá)、生態(tài)功能突出等特性，同時(shí)兼具植硅體強(qiáng)富集能力，其生態(tài)系統(tǒng)可能是一個(gè)重要的植硅體碳庫(kù)。開展叢生竹植硅體碳的研究，探索中國(guó)叢生竹生態(tài)系統(tǒng)植硅體碳匯特征和固碳潛力，可以為估測(cè)中國(guó)森林植硅體碳匯潛力提供科學(xué)依據(jù)。本研究選擇我國(guó)分布面積最廣的8種重要叢生竹，在廣東、福建、浙江

3、、云南和四川等叢生竹的主產(chǎn)區(qū)采集不同竹種植株、凋落物及土壤樣品，測(cè)定樣品中的植硅體、植硅體碳含量，并初步估算了不同叢生竹生態(tài)系統(tǒng)中植硅體碳儲(chǔ)量。主要結(jié)果如下：
　　1.叢生竹不同器官中的植硅體、植硅體碳占干物質(zhì)含量均存在顯著差異。不同竹種不同器官間植硅體含量依次表現(xiàn)為葉（31.55~156.10 g·kg-1）>枝（15.02~61.79 g·kg-1）>稈（1.57~10.38 g·kg-1），不同竹種同一器官間表現(xiàn)為綠竹葉、枝

4、顯著高于其余竹種；同一竹種不同器官植硅體含量隨竹齡增長(zhǎng)而逐漸增加。植硅體碳占干物質(zhì)含量在不同竹種不同器官間的分布規(guī)律基本與植硅體中一致，含量變化范圍為0.14~6.30 g·kg-1，以青皮竹竹葉中含量最高，約為含量最低的慈竹竹稈的45倍；不同竹種同一器官中的植硅體碳占干物質(zhì)含量表現(xiàn)為青皮竹葉、粉單竹枝、緬甸竹稈顯著高于其余竹種；植硅體碳占干物質(zhì)含量在同一竹種同一器官的不同竹齡間無明顯規(guī)律。植硅體碳含量在不同竹種和不同器官間也存在顯著差

5、異，含量變化范圍為5.34~165.50 g·kg-1，其中，含量最高的粉單竹竹枝約為最低的麻竹竹葉的31倍。2.不同叢生竹凋落物中的植硅體、植硅體碳占干物質(zhì)含量均存在顯著差異。不同竹種凋落物中植硅體含量的變化范圍為106.92~373.57 g·kg-1，慈竹顯著其余竹種；植硅體碳占干物質(zhì)含量變化范圍為3.16~7.55 g·kg-1，其中黃竹顯著高于其它7個(gè)竹種，其它竹種間差異不超過52.80％。
　　3.不同叢生竹土壤植硅體

6、含量在剖面中的分布規(guī)律，大致表現(xiàn)為隨土層的加深而逐漸減少，不同土層（0~10 cm、10~30 cm、30~60 cm）的含量變化范圍為4.95~106.91 g·kg-1，黃竹、緬甸竹0~10 cm土層植硅體含量顯著高于其余竹種；土壤植硅體碳占干物質(zhì)含量在同一竹種不同土層間差異不大，其含量在不同竹種間變化范圍為0.024~0.428 g·kg-1，其不同竹種0~10 cm土層表現(xiàn)為緬甸竹顯著高于其余竹種。不同叢生竹植硅體碳占總有機(jī)碳的

7、比例均隨著土層的深入不斷上升，含量變化范圍為0.26%~11.67%。
　　4.不同叢生竹生態(tài)系統(tǒng)中植硅體碳儲(chǔ)量的變化范圍為0.33~2.74 t·ha-1，其中緬甸竹最高，麻竹最低；土壤占生態(tài)系統(tǒng)各組成部分中的植硅體碳儲(chǔ)量的比例最大，變化范圍為86.89%~98.69%。不同叢生竹各部分的植硅體碳儲(chǔ)量大小依次為土壤（309.02~2705.17 kg·ha-1）>凋落物（7.49~47.09 kg·ha-1）>稈>（1.96~3

8、1.89 kg·ha-1）>枝（1.69~25.97 kg·ha-1）>葉（0.75~17.97 kg·ha-1）?；?種叢生竹在中國(guó)的分布面積，中國(guó)重要叢生竹生態(tài)系統(tǒng)植硅體碳總儲(chǔ)量約為9.17×105 t·C。植硅體碳總儲(chǔ)量在不同叢生竹生態(tài)系統(tǒng)中的大小依次為慈竹（4.00×105 t·C）>黃竹（1.72×105 t·C）>龍竹（1.52×105 t·C）>青皮竹（7.41×104 t·C）>粉單竹（4.46×104 t·C）>麻竹