海南岛西南部土壤生物硅分布的时空差异及其驱动机制

地球表层元素硅(Si)的生物地球化学循环影响全球初级生产力和全球碳循环进而影响地球环境变化.土壤生物硅(BSi)因其易溶解而成为岩石圈-土壤圈-生物圈-水圈等圈层之间Si迁移-转化的枢纽.采集海南岛西南部的热带季雨林、经济林(橡胶林、桉树林、芒果林)和农作物(香蕉、甘蔗)土壤样品.采用热碱消化连续提取法萃取BSi;运用相关分析和主成分分析法识别土壤BSi含量变化的主要驱动因素.结果表明:研究区不同植物群落土壤BSi含量从大到小依次为:香蕉地((2.38±0.72)mg/g)＞热带季雨林((1.86±1.34)mg/g)＞橡胶林((1.42±0.81)mg/g)＞桉树林((1.22±0.28)mg/g)＞芒果林((0.98土0.71)mg/g)＞甘蔗地((0.62±0.74)mg/g);研究区土壤BSi含量存在随群落变化的季节变化:森林群落土壤BSi含量干季大于湿季,农业草本群落(香蕉和甘蔗)土壤BSi含量则出现湿季大于干季的特征.研究区土壤BSi含量变化主要受生物因素(总氮和碳/氮(C/N))和非生物因素(化学风化程度)耦合驱动.在全球尺度上,海南岛西南部土壤BSi含量(1.43 mg/g)低于热带雨林土壤BSi含量(2.5 mg/g),揭示水热同期的季风气候区山地土壤较活跃的微生物活动和较强的降雨、径流侵蚀作用,均有利于土壤BSi发生迁移-转换,最终以溶解态硅的形式随地表径流注入南海,在一定程度上保持南海生态系统的营养成分结构,确保南海生态系统良性循环.