中国亚热带5种林分凋落物层植硅体碳的封存特性

【目的】森林生态系统的植硅体碳是一种长期(数千年)封存的土壤有机碳，对全球固碳有重要意义。本研究旨在估测中国亚热带森林凋落物层的植硅体碳贮量。【方法】以中国亚热带5种常见林分类型(毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林)的凋落物为研究对象，收集地表凋落物并采集0～10 cm 土层土样，用微波消解法提取凋落物及土壤中的植硅体，并测定植硅体中的碳含量。【结果】不同森林凋落物 SiO2含量表现为毛竹林(152.50 g·kg －1)＞阔叶林(13.96 g·kg －1)＞针阔混交林(12.55 g·kg －1)＞杉木林(7.62 g·kg －1)＞马尾松林(6.59 g·kg －1)；凋落物植硅体含量表现为毛竹林(180.20 g·kg －1)＞阔叶林(14.67 g·kg －1)＞针阔混交林(11.49 g·kg －1)＞马尾松林(11.36 g·kg －1)＞杉木林(5.58 g·kg －1)；凋落物中植硅体碳含量表现为毛竹林(4.34 g·kg －1)＞阔叶林(1.07 g·kg －1)＞针阔混交林(1.04 g·kg －1)＞马尾松林(0.67 g·kg －1)＞杉木林(0.50 g·kg －1)；凋落物现存生物量表现为阔叶林(3.20 kg·m －2)＞马尾松林(2.51 kg·m －2)＞针阔混交林(2.38 kg·m －2)＞杉木林(1.88 kg·m －2)＞毛竹林(1.45 kg·m －2)； 5种林分凋落物中的 SiO2含量与植硅体含量极显著正相关(R2=0.9405，P ＜0.01)；植硅体含量与植硅体碳含量(R2=0.9500，P ＜0.01)以及植硅体碳中有机碳含量与凋落物中植硅体碳含量(R2=0.7018，P＜0.01)均极显著相关；毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林凋落物层中的植硅体碳贮量分别为0.231，0.034，0.062，0.125和0.090 tCO2·hm －2；毛竹林、杉木林、马尾松林、阔叶林和针阔混交林 0～10 cm 土层的植硅体碳贮量分别为0.492，0.217，0.352，0.362和0.448 tCO2·hm －2。【结论】5种林分均能通过凋落物植硅体将植硅体碳封存到土壤中；毛竹林凋落物中植硅体碳含量、凋落物和土壤的植硅体碳贮量在5种林分中都表现为最高；若以中国亚热带毛竹林年凋落物量3.6 t·hm －2 a －1计算，毛竹林凋落物的植硅体碳封存速率为0.057 tCO2·hm －2 a －1。本研究得到的中国亚热带中 5种林分凋落物的植硅体碳贮量数据为进一步评价中国亚热带森林生态系统植硅体碳封存潜力提供科学依据。

Phytolith-Occluded Carbon in Litters of Different Stands in the Subtropics of China