植硅体释光信号特征及其对测年应用的启示

中国西部青藏高原等地区往往缺乏可供AMS^(14)C测年的炭屑、植物残体等物质,开展传统的^(14)C测年有一定难度。然而,这些地区的现代地表常生长着大量草本植物,在其第四纪沉积物中均发现了丰富的植硅体。探索新的植硅体测年技术流程,可为中国西部地区的第四纪沉积物提供新的有效测年途径。植硅体以其自身的广泛分布性、结构稳定性和保存完整性,在测年应用中具有特殊优势,尤其是植硅体碳可用于^(14)C测年。然而,植硅体碳的^(14)C年龄存在高估问题,这可能是由于前处理过程中的快速氧化作用和高温作用破坏了其结构的稳定性和封闭性,需依据其化学组成和某些物理性质变化识别其结构在高温环境下的细微改变。植硅体作为特殊的非晶质含水SiO_(2),其热释光(Thermoluminescence,TL)与光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)信号具有测年潜力,可作为直接比对和替代植硅体^(14)C测年法的另一测年手段,同时其释光性质变化可能对识别其物理结构变化具有参考价值。文中以从干稻草中提取的现代植硅体样品为例,对其进行了一系列条件实验,从而确定了植硅体OSL与ITL_(165)信号的具体测试流程,并进行了不同给定剂量的剂量恢复实验,以探讨其剂量-信号的响应关系及测试流程的可行性和可靠性。结果表明,天然植硅体颗粒存在稳定且易晒退的OSL信号,在较高给定剂量(850Gy)的条件下植硅体存在较显著且稳定的_(165)℃TL峰,OSL信号与ITL_(165)信号均有潜力应用于测年研究,但需要已知年龄的样品进行检验。与此同时,不同退火温度加热后的ITL_(500)曲线具有识别植硅体释光性质和物理结构变化的潜力,退火温度升高至300~350℃时植硅体的结构开始发生改变,至约600℃时已发生不可逆的结构改变且逐渐敏化。这也意味着在提取植硅体的过程中应尽可能使用湿式氧化法而非干灰化法,以避免植硅体的结构封闭性遭受破坏,从而造成植硅体碳的AMS^(14)C年龄被高估。

福建琅岐岛表土孢粉与植硅体组合对农业活动的指示

孢粉和植硅体是重建古人类农业景观及环境变化的重要指标,明确它们在表土中的分布规律及其与现代植被组成之间的关系对于精确解释化石孢粉和植硅体数据具有重要的意义。本研究对福建琅岐岛3种土地利用类型的22个表土样品进行了孢粉与植硅体分析,基于地理信息系统和遥感技术,展示了不同类型孢粉百分比的空间分布及其与植被覆盖度间的数量对应关系。孢粉分析表明,以松属(Pinus)为代表的外来花粉普遍存在于表土样品中,这削弱了采样点周围植物的孢粉表现力,导致了果园和农田植被组成与表土孢粉组合间的巨大差异。与此同时,农业收割活动进一步降低了农田植物的花粉表现力。从遥感影像中提取的植被覆盖度数据仅与荒地上的木本植物花粉含量存在较强的相关性(R^(2)=0.7764),这显示茂密的草本植物降低了外来木本花粉的相对含量,证明了该植被类型具有良好的孢粉表现力。植硅体分析表明,表土样品含有丰富的竹亚科(Bambusoideae)、水稻(Oryza sativa)和杂草的植硅体。与孢粉指标相比,植硅体提供了更丰富的草本植物信息。

农田生态系统植硅体及植硅体碳研究综述

植硅体是长期稳定存在于土壤中的无定形二氧化硅,主要运用于农业考古、古气候重建和恢复古植被;植硅体碳是一种很有前景的长期陆地碳封存方式。农田生态系统作为陆地生态系统的一部分,作物种植历史悠久,研究农作物植硅体、植硅体碳含量分布及植硅体形态,能够更好地探究史前农耕文明的发展情况,可以估算农田生态系统植硅体碳汇潜力,有效缓解气候变化。综述了植硅体、植硅体碳在不同作物中的含量与分布、植硅体形态、碳汇潜力及植硅体在农业考古中的作用,并阐明了作物植硅体在未来的发展方向。

外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响

【目的】探明植硅体和植硅体碳的形成对外源氮和硅的响应,开展外源氮和硅添加对毛竹Phyllostachys edulis植硅体碳碳汇能力的影响研究,以期为竹林碳汇提供理论参考。【方法】通过氮[尿素:0(N_(0))、250(N_(1))、500(N_(2))mg·kg^(−1)]和硅[硅酸钠:0(Si0)、75(Si_(1))、150(Si_(2))mg·kg^(−1)]二因素三水平正交栽培试验,采集毛竹叶、枝、秆、篼和凋落物样品,分析不同处理不同器官植硅体碳质量分数。【结果】随着硅添加量的增加毛竹不同器官及凋落物植硅体碳质量分数均呈上升趋势。不同处理叶、枝、秆、篼及凋落物植硅体碳质量分数分别为3.15~4.68、2.10~3.47、0.30~1.18、1.09~2.15和3.21~4.63 g·kg^(−1),均表现为N_(2)Si_(2)处理植硅体碳质量分数最高,N_(0)Si_(0)处理的植硅体碳质量分数最低。差异显著性分析结果表明:毛竹秆的植硅体碳质量分数在N_(0)Si_(1)和N_(0)Si_(0)处理分别与N_(2)Si_(2)处理间达显著差异(P<0.05)。相关性分析结果表明:植硅体碳与硅质量分数之间及植硅体碳与植硅体质量分数之间呈极显著正相关(P<0.01),决定系数(R^(2))分别为0.4818和0.4632。植硅体碳与碳质量分数之间存在极显著负相关(R^(2)=0.3183,P<0.01)。【结论】外源氮添加有助于毛竹对硅的吸收和有机物质的积累,外源硅添加有助于毛竹植硅体和植硅体碳质量分数的增加以及植硅体碳占碳比例的提高。

湿地生态系统植硅体及其封存有机碳研究进展

湿地是生态系统的重要组成部分,其在演变发育过程中储存了大量环境变化信息,同时,其碳储量巨大,在全球生态系统碳汇中占据重要地位。植硅体作为气候变化的指示剂、长期碳封存的途径,在古环境和全球碳汇研究中备受关注。研究湿地生态系统植硅体及其封存有机碳,对探讨湿地中植被类型变化、重建区域古生态环境、估算长期碳封存潜力,以及调节全球碳循环和应对全球气候变暖等方面具有重要意义。因此,在查阅、梳理国内外相关研究文献的基础上,从湿地生态系统植硅体的形态与分类、含量与分布及影响因素等基础研究,提取技术研究,以及在湿地古生态环境和全球碳汇潜力中的应用研究3大方面进行归纳与比较,并对未来湿地生态系统植硅体的研究方向进行展望,可为未来开展湿地生态系统植硅体与植硅体碳汇研究提供借鉴。

伏牛山3种典型针叶林植硅体碳的封存特性及稳定性比较研究

【目的】通过对伏牛山3种针叶林植物器官、枯落物和土壤中植硅体及植硅体碳的研究,探讨不同林分间植硅体碳的封存特性及稳定性差异,为长期固碳提供理论依据。【方法】在伏牛山的雪松(Cedrus deodara)、圆柏(Sabina chinensis)、侧柏(Platycladus orientalis)3种森林中对植物各器官、枯落物和0~50 cm深的土壤剖面进行采样,基于质量平衡法研究了土壤与植物体内的植硅体、植硅体碳和二氧化硅(SiO_(2))的含量。【结果】雪松各器官植硅体含量在1.49~3.27 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.030~0.114 g·kg^(−1)。圆柏各器官植硅体含量在1.44~2.56 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.036~0.085g·kg^(−1)。侧柏各器官植硅体含量在1.86~2.90 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.038~0.083 g·kg^(−1)。本研究估算了植硅体碳在各林分中的生产通量与周转时间,圆柏林中土壤植硅体碳储量(1.64 t·hm^(−2))高于雪松林(1.17 t·hm^(−2))和侧柏林(0.77 t·hm^(−2)),且圆柏林植硅体碳周转时间(1813.16 a)长于雪松林(218.78 a)和侧柏林(556.44 a)。【结论】不同的森林类型对植硅体及植硅体碳的生产速率和周转时间会有显著影响,在未来的针叶林森林管理计划中优化圆柏的造林/再造林会显著增强未来几个世纪的生物地球化学碳汇。

安徽禹会村遗址双墩文化时期农业发展的植硅体证据

本文利用植硅体分析方法,对安徽蚌埠禹会村遗址双墩文化时期44份土壤样品开展植物考古研究,重点关注典型农作物植硅体类型及其形态特征,以及敏感型与固定型植硅体组合特征等。结果显示,禹会村遗址大部分样品中皆发现有水稻特征型植硅体,并未发现粟、黍等旱地作物遗存;水稻扇型及双峰型植硅体形态特征分析显示,水稻遗存为驯化程度较高的粳型稻。以上研究结果表明,该遗址双墩文化时期的农业结构延续了顺山集文化时期以来种植粳型稻为主的传统。此外,通过水稻植硅体高密度样品中敏感型与固定型植硅体含量比值为0.7±0.2推测,该遗址水稻栽培环境属于“高地势-雨水供给”或“低地势-雨水供给”类型。本文研究结果为探讨淮河中游地区新石器时代农业发展、水稻栽培与驯化以及人类适应策略等问题提供了重要科学依据。

洛阳市周山森林公园林分植硅体碳的迁移转化与存贮机制

植硅体固碳是生物地球化学固碳的关键机制,深刻影响着陆地硅-碳耦合循环。分别选取河南省洛阳市周山森林公园银杏、苦楝、雪松和侧柏等4种林分,采集林分叶片、凋落物和0~30 cm土壤样品,测定4种林分叶片→凋落物→土壤连续体中植硅体、植硅体碳质量分数,计算植硅体碳贮量。结果表明:(1)周山森林公园不同林分对叶片、凋落物和土壤植硅体含量和植硅体碳贮量的贡献并不相同。银杏叶片植硅体含量(7.36‰)、植硅体碳(2.255%)、植硅体碳/干物质(2.42‰)和植硅体碳贮量(0.48 t·hm^(-2))均表现为最高;银杏凋落物植硅体含量(10.25‰)、植硅体碳/干物质(1.87‰)和植硅体碳贮量(0.265 t·hm^(-2))表现为最高,而雪松植硅体碳含量(3.975%)最高;银杏土壤植硅体碳/干物质(7.58‰)和植硅体碳贮量(0.445 t·hm^(-2),以CO_(2)计)最高,而雪松植硅体含量(38.7‰)和苦楝植硅体碳含量(2.255%)最高;(2)周山森林公园林分叶片、凋落物和土壤连续体植硅体含量、植硅体碳贮量差异显著。4种林分的土壤植硅体含量、植硅体碳/干物质和植硅体碳贮量均显著高于叶片和凋落物,而雪松和土壤植硅体碳含量却低于凋落物,表明植硅体碳在迁移转化过程中受树种的影响,具有一定的不稳定性;(3)周山森林公园4种典型林分中植硅体碳储量在叶片(0.098~0.195 t·hm^(-2))→凋落物(0.075~0.265 t·hm^(-2))→土壤(0.214~0.445 t·hm^(-2))生态连续体上均表现为上升的趋势。本研究中周山森林公园银杏和苦楝等阔叶树种植硅体碳汇潜力有强于针叶树种的趋势,在树种改造中可提高阔叶树种的种植比例,制定符合实际的植硅体固碳管理措施,发挥树种的植硅体固碳潜力。

植硅体揭秘古鸟食谱

被子植物主导着当今地球陆地生态系统的大部分景观,并在支持不同生态系统的相互作用和包括人类自身的生物多样性构建方面发挥着关键作用。从现代鸟类和植物之间密切关系来看(例如在种子传播、授粉和吸食花蜜机制等),长期以来,鸟类被认为可能在被子植物早期多样性方面扮演着协同演化的重要生态角色。然而,古鸟类和被子植物相互作用的直接化石证据一直缺乏,使得这样的假说很难找到确凿的证据。

杭州西溪湿地植物植硅体产生及其影响因素

在浙江杭州西溪湿地选取18种植物,运用微波消解和Walkley-Black消解相结合的方法,研究了湿地生态系统中不同植物植硅体质量分数及其产生通量变化特征,为沼泽湿地生态系统植硅体碳汇调控提供科学依据。研究结果表明:①18种植物植硅体质量分数有较大的差异(P<0.05),其中蒲苇Cortaderia selloana(7.69%),狗尾草Setaria viridis(7.56%),三数马唐Digitaria ternata(6.88%)和芦苇Phragmites australis(6.60%)等植硅体质量分数较高,槐叶萍Salvinia natans(1.28%),美人蕉Canna indica(1.01%)和凤眼莲Halerpestes cymbalaria(1.11%)植硅体质量分数较低。②湿地植物植硅体与其二氧化硅质量分数有较强的正相关性。在湿地生态系统中,选择一种高植硅体质量分数和高生产力的植物芦苇Phragmites australis栽植,对提高地上植物植硅体的产生通量有重要的作用。③在西溪沼泽湿地生态系统中,地上植物植硅体产生通量为4.48～129.92 g.m-2.a-1,植硅体封闭碳的产生通量为0.16～1.03 g.m-2.a-1,植硅体封闭碳的总产生速率为8.29 t.a-1。

青海4种草地类型的土壤植硅体碳含量研究

植硅体碳作为一种长期稳定的固碳机制,在陆地生态系统生物地球化学碳汇中发挥着重要的作用.目前对植硅体碳汇机制的研究多集中于森林生态系统,对青藏高原高寒草地中植硅体固碳效应的研究较少.因此,本研究以青海高寒草地为研究对象,研究不同类型高寒草地土壤植硅体及植硅体碳积累,揭示该区域不同高寒草地生态系统植硅体固碳现状,阐明高寒草地植硅体固碳的影响机制,为未来陆地生态系统硅—碳耦合生物地球化学循环及其固碳潜力研究提供科学参考.研究结果如下:(1)土壤植硅体碳含量(0~40cm)在高寒草甸中含量最高(0.080g·kg^(-1)~0.110g·kg^(-1)),在温性草原中最低(0.049g·kg^(-1)~0.089g·kg^(-1)),高寒草原土壤植硅体碳含量为0.043g·kg^(-1)~0.085g·kg^(-1),沼泽草甸土壤植硅体碳含量为0.064g·kg^(-1)~0.110g·kg^(-1).土壤植硅体碳储量(0~40cm)的变化规律为高寒草甸(0.43±0.004t·ha^(-1))>高寒草原(0.36±0.012t·ha^(-1))>温性草原(0.33±0.010t·ha^(-1))>沼泽草甸(0.20±0.021t·ha^(-1)).(2)温性草原植硅体碳含量与土壤pH值呈显著负相关,与总氮和硝态氮含量呈显著正相关.高寒草原植硅体含量与总氮含量呈显著正相关,植硅体碳含量与土壤pH呈显著负相关,与总碳、总氮含量呈显著正相关.沼泽草甸植硅体碳含量与总碳、总氮、铵态氮以及速效磷含量呈显著正相关;高寒草甸植硅体碳含量与总碳、总氮、硝态氮、铵态氮、速效磷含量呈极显著正相关.

野生型水稻及其低硅突变体中植硅体和植硅体碳的含量与分布特征

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体Lsi1和Lsi2及其野生型,所有施肥和管理措施一致。于成熟期,取水稻地上部茎、叶、鞘样品,常规方法测定硅、植硅体、植硅体碳含量。【结果】1)不同基因型水稻体内硅含量、植硅体含量、生物量干物质植硅体碳含量存在显著差异,均表现为突变体显著低于其野生型,大小依次为Lsi1野生型> Lsi2野生型> Lsi2突变体> Lsi1突变体,Lsi1和Lsi2突变体水稻植硅体碳含量显著高于其野生型,大小依次为Lsi1突变体> Lsi2突变体> Lsi2野生型> Lsi1野生型。2)野生型水稻硅与植硅体含量为鞘>叶>茎,而突变体水稻硅与植硅体含量为叶>鞘>茎,水稻叶片中的植硅体碳与生物量干物质植硅体碳含量最高,植硅体碳含量整体分布趋势为叶>茎>鞘,生物量干物质植硅体碳含量整体变化趋势为叶>鞘>茎。3)水稻植硅体含量与硅含量之间呈极显著正相关(P <0.01),高吸硅的水稻植硅体含量高,且形成的植硅体比表面积小,表明植硅体含量及其形态受其遗传特性的影响。植硅体含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著正相关(P <0.01),植硅体碳含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著负相关(P <0.01),表明生物量干物质植硅体碳含量除了受植硅体含量影响,还受植硅体所包裹的有机碳浓度影响。4) Lsi1及Lsi2野生型水稻生物量、植硅体储量、植硅体碳储量显著高于其突变体。【结论】具有高吸硅能力的野生型水稻与其突变体相比,生物量、硅、植硅体、生物量干物质植硅体碳含量增加,分布不同,虽然植硅体碳含量降低,但植硅体碳储量增加。Lsi1及Lsi2野生型水稻比低硅突变体水稻具有更高的固碳潜力。

鄱阳湖南矶山湿地植硅体沉积分布特征及气候反演

为揭示南矶山湿地植硅体沉积分布特征并反演气候变化过程,通过采集沉积柱状样和17处表土样品,基于210Pb放射性元素测年建立了沉积芯年代序列,提取并分析了表土和沉积柱中植硅体组合分布特征。结果共鉴定出植硅体类型19类,其中表土中主要代表类型是示暖型的扇型、方型、长方型、哑铃型和示冷型的尖型、平滑棒型等,其平均占比分别为24.43%、11.21%、9.85%、6.95%、6.50%、8.82%。柱状样沉积物测年共计74 a,沉积柱中代表类型是示暖型的方型、长方型、扇型,示冷型的帽型、尖型、平滑棒型等,其平均占比分别为7.20%、10.41%、20.81%、7.69%、7.71%、8.62%。沉积样中示暖型植硅体平均占比66.19%,示冷型植硅体平均占比31.65%。结合气候温度数据,气候温暖指数Iw与干旱指数Iph结果表明南矶山近百年温度呈升高趋势,环境经历了由湿润到干燥再到湿润的变化过程。构建的南矶山湿地沉积植硅体-气候因子转换模型表明,南矶山湿地近百年气候环境特征可以分为3个阶段,1945—2003年,气候环境温凉湿润,2003—2012年气候环境温暖偏干,2012—2018年气候环境温暖湿润。

福建省万寿岩遗址船帆洞植硅体组合特征及其环境意义

万寿岩遗址位于福建省三明市,遗址之一的船帆洞中曾生活过两期古人类(40~37 kaBP和30~29 kaBP)。在第一期古人类的文化层中发现的人工石铺地面在我国旧石器考古中属重要发现,对研究末次冰期古人类生存环境具有重大意义。对船帆洞沉积物的植硅体分析显示,尖型植硅体和棒型植硅体数量比较占优势,扇型和块状植硅体含量其次,短细胞植硅体形态中鞍型的含量较多。结合聚类分析结果可将剖面至下而上划分为5个气候带,气候环境依次为凉干-冷干-冷偏干-凉偏干-温凉偏干。第一期古人类生活于带I底部,为凉干背景下较温暖的气候环境;第二期古人类生活于带Ⅳ上部,为凉偏干背景下较温暖的气候环境。植硅体的变化特征较好地指示了H4和H3事件,分别对应两期文化层。两次Heinrich事件改变了古人类的生存环境,推测是两期古人类离开船帆洞的主要原因。

植硅体视角下浙江宁波鱼山遗址的生业考察

鱼山遗址是宁绍平原河姆渡文化时期以来的重要遗存,其考古发现为探讨东部沿海地带长时间尺度的水稻驯化进程和人地关系提供了良好素材。高精度的植硅体分析表明,河姆渡时期以来水稻扇型个体呈现了变小稳定的趋势,并逐渐向中间型和长柄型演化,暗示先民是以种植粳型化的水稻为主;水稻扇型植硅体鱼鳞状纹饰的变化揭示了在河姆渡文化晚期,水稻的驯化基本完成。受海平面变化的频繁影响,该地的水稻驯化具有一定的滞后性,驯化的周期也有所延长。结合植硅体分析和多种研究成果,推断在河姆渡文化时期,鱼山遗址的稻作生产获得了较大发展;在河姆渡文化晚期,水稻逐渐成为先民植食性资源的主体;在滨海多变的环境背景下,鱼山遗址形成了以水稻种植为主,采集和渔猎并行的多元化生业模式。良渚晚期,伴随着水稻驯化的完成和生产工具的进步,推测出现了系统的水田耕作系统。商周时期,依托暖干的环境,稻作生产向集约化发展,为古越国的兴起奠定了基础。

罗源湾表层沉积物植硅体分布特征及其环境意义

海湾及近海沉积物中的植硅体组合是恢复河流流域古植被和古环境的有效指标,然而目前对海湾特别是半封闭性海湾沉积物中植硅体的来源和迁移规律的了解还十分有限。通过分析罗源湾表层沉积物的植硅体组合、浓度和不同类型植硅体的分布规律,揭示海湾中植硅体的分布特征及其影响因素。研究表明,罗源湾表层沉积物植硅体浓度存在显著的区域性差异,浓度高值区出现在海湾西北部和中部等沉积环境稳定的区域,东部和南部等水动力较强的区域不利于植硅体沉积。海湾中不同形态的植硅体呈现出特定的分布规律,较小的短鞍型主要分布在沉积环境较为稳定的海湾西北部,而扇型和长方型等较大的植硅体主要分布在海湾中部和东部可门口等水动力较强的区域,河流输入和海湾水动力及其形成的沉积环境可能是影响罗源湾表层植硅体分布的主要因素。海湾植硅体的现代沉积过程研究将有助于提升利用植硅体重建古气候与古环境的准确度。

云南纳帕海17Ka的植硅体记录以及环境意义

地处中国滇西北横断山脉中段的纳帕海受印度季风和高原季风的共同影响,气候复杂多变,利于研究南亚季风和东亚季风的耦合关系。本文从植硅体角度对香格里拉纳帕海湖芯钻孔(ZD981)0~6.35m部分进行古气候研究,得到了一系列环境气候信息,结合已有的AMS14C测年数据,重建纳帕海近17Ka的古气候演化过程,并探讨其变化规律以及影响因素。分析结果表明,由于局部环流和地形作用的影响,纳帕海植硅体记录所反映的气候特征与其他地区所重建气候存在明显差异性,17800年以来纳帕海的气候变化主要经过了温凉偏干—温暖—湿热—温—湿热—温凉偏干的6个阶段。该结果丰富了我国西南地区古气候变化、古环境变迁的相关研究。

画眉草亚科和芦苇短鞍型植硅体形态对比

植硅体是一种新兴的植被、环境和气候代用指标,被广泛应用于古生态学和考古学中,其作为古植被和古气候指标的准确性很大程度上依赖于现代植物植硅体形态研究。例如,画眉草亚科(Eragrostoideae)植物和芦苇(Phragmites australis)均能发育成形态和大小相近的短鞍型植硅体,迄今为止有关其详尽的形态对比研究比较少。本研究描述了5种画眉草亚科植物和芦苇的茎叶和花穗产生的短鞍型植硅体的形态,并测量了植物不同部位产生的短鞍型植硅体的长度和宽度。结果表明:除小画眉草(Eragrostis minor)花穗短鞍型植硅体无凹边外,大部分短鞍型植硅体形态相似;进一步引入形态参数区分,画眉草亚科植物茎叶短鞍型植硅体的底长平均为(11.9±2.3)μm,鞍长平均为(8.1±1.9)μm,宽度平均为(12.2±2.7)μm,芦苇茎叶短鞍型植硅体底长平均为(11.9±2.2)μm,鞍长平均为(7.9±1.1)μm,宽度平均为(11.2±1.6)μm,表明画眉草亚科植物和芦苇茎叶的短鞍型植硅体形态测量数据重合,且两者之间不存在显著差异。然而,小画眉草花穗短鞍型植硅体底长平均为(8.3±1.0)μm,鞍长平均为(5.3±1.0)μm,宽度平均为(6.3±1.0)μm,远小于芦苇,因此可以将具有这种形态特征和参数的短鞍型植硅体划分为画眉草亚科。本研究旨在探索两种亚科植物短鞍型植硅体的区别,完善其在地层或沉积物中的鉴定,这对提高植硅体的古植被和古环境重建精度具有一定参考意义。

植物生态系统中的植硅体闭蓄有机碳及其在全球土壤碳汇中的重要作用

植硅体闭蓄有机碳（phytolith—occluded organiccarbon，PhytOC）是封存在植硅体中的有机碳。在土壤环境中受到具有高度抗分解能力的植硅体的保护，它可以长期（数千年至万年以上）封存在土壤剖面中，从而成为陆地土壤长期（万年尺度）固碳的重要机制之一。以千年的时间尺度来衡量，估计全球土壤有机碳的平均积累率为2．4g·m^-2．a^-1，其中PhytOC积累贡献了15．0％～37．0％。通过选择种植高产PhytOC的植物物种来增加短期和长期碳汇的途径是存在的。大多数的农作物如大麦Hordeumvulgare，玉米Zeamays，水稻Oryzasativa，高粱Sorghumvulgare，甘蔗Saccharumofficinarum和小麦Triticumaestivum已知是植硅体的生产者。估计全球上述作物每年生产的PhytOC高达（5．08～12．01）×10^6t.a^-1。综述了植物生态系统中PhytOC的形成机制与特征、积累率、提高土壤PhytOC积累率的农学措施及其在全球土壤碳汇中的重要作用。

稻田生态系统中植硅体的产生与积累——以嘉兴稻田为例

在嘉兴杭嘉湖平原实验基地,以嘉花11、浙粳37、宁81、祥湖301、秀水09等5个品种水稻及其0—10cm表层土壤为研究对象,运用微波消解和Walkley-Black的方法,研究了稻田生态系统中植硅体的产生和积累通量,为了解植硅体在稻田生态系统硅和碳生物地球化学循环中的作用提供科学参考。结果表明:(1)植硅体含量在不同品种水稻中嘉花11、宁81和祥湖301高于浙粳37和秀水09,在各器官中鞘>叶>茎>根>穗;(2)水稻植株植硅体产生通量为1269.59 kg hm-2a-1,其中地上部分为1203.44 kg hm-2a-1,地下部分为66.15 kg hm-2a-1,在种植50a的稻田0—10cm土壤中的积累通量为40.38 kg hm-2a-1;(3)选择嘉花11等高植硅体含量品种进行推广种植,对提高水稻植硅体产生通量及其包裹大气中CO2通量有很大的作用。