以浙江慈溪滨海沉积物上发育的5个具有不同植稻年龄的水耕人为土剖面为研究对象,系统分析了土壤中的植硅体及其闭留碳的演变特征。结果表明,水耕人为土时间序列土壤中植硅体的含量变幅为3.67~17.51 g kg-1。水耕人为土中植硅体的剖面分布特征与有机碳相似,呈现出随着土壤深度的增加含量逐渐降低的趋势。其剖面分布特征表明植硅体在水耕人为土中不易移动。与起源土相比,水耕人为土表层植硅体含量有较大程度的增加,说明植稻有利于植硅体在土壤表层富集。而植硅体随植稻年龄的增加没有表现出有规律的增加或减少趋势。统计分析表明植硅体和总硅之间呈极显著正相关,说明植硅体对土壤发生中的硅循环起着重要作用。水稻产生的植硅体其体内闭留的碳量较高,但由于土体内植硅体总量较低,植硅体闭留碳仅占总有机碳的0.93%~1.68%。现有数据表明,仅通过根系与残茬返还土壤,种植富硅植物水稻并不能显著增强土壤的长期固碳能力。由于植硅体固定的碳在土壤环境中比较稳定,如果能强化秸秆还田,植稻对于土壤长期固碳具有意义。
以我国亚热带地区不同母质起源的水耕人为土时间序列为研究对象,分析不同形态铁氧化物和磁化率随成土时间的动态演变特征及其影响因素。结果表明,石灰性母质起源的水耕人为土0~120 cm土体中全铁(Fet)、游离铁(Fed)和游离度(Fed/Fet)随时间序列演变均逐渐增加,0~50 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为3.2 t hm^(-2) a^(-1)、1.2 t hm^(-2) a^(-1)和0.04%a^(-1),50~1 000 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为0.1 t hm^(-2) a^(-1)、0.15 t hm^(-2) a^(-1)和0.01%a^(-1);而酸性母质起源的水耕人为土0~120 cm土体中Fet、Fed和Fed/Fet随时间序列演变均逐渐下降,0~60 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.2 t hm^(-2) a^(-1)、0.5 t hm^(-2) a^(-1)和0.03%a^(-1),60~300 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.9 t hm^(-2) a^(-1)、1.2 t hm^(-2) a^(-1)和0.06%a^(-1)。土壤pH、Eh、以及外源铁输入与土体内铁淋失的相对强度是控制不同母质水耕人为土中铁氧化物转化速率与途径的主要因素。石灰性母质起源的水耕人为土中不同磁学指标随时间演变分为三个阶段:0~50 a内表现为质量磁化率(MS)、饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(IRMs)的急剧降低;50~300 a内表现为MS、SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及硬剩磁(IRMh)的相对稳定发展;300~1 000 a内表现为MS、SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及IRMh的快速下降。酸性母质起源的水耕人为土0~20 cm和20~120 cm土壤中磁学指标演变呈现截然不同的两个阶段:0~60 a 0~20 cm内MS,SIRM和IRMs的急剧降低,IRMh具有明显增加;而20~120 cm内MS、SIRM和IRMs缓慢下降,IRMh明显降低。60~300 a 0~20 cm内不同磁学指标变化幅度均很小,而20~120 cm内IRMh相对比较稳定,MS、SIRM和IRMs在种稻150 a后快速下降。淹水还原条件下亚铁磁性矿物的破坏是不同母质水耕人为土演变过程中磁性衰减的主要机制。
