植硅體在封存有機碳中的作用及其研究進展

中圖分類號：Q948文獻標識碼：A文章編號：1008-0457（2025）04-0040-11

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2025.04.006

工業革命以來，由于大氣 CO₂ 濃度迅速增加導致的全球變暖正在對世界經濟和人類活動產生重大影響[1]。聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第六次評估報告強調減緩氣候變化刻不容緩。植物通過光合作用吸收并固定大氣中的 CO₂ ，據統計僅陸地植物就大約儲存了 560Gt 碳，因此利用植物的碳匯功能進行碳封存被寄予厚望[2]。然而，植物殘體中穩定性較低的有機碳（如半纖維素、纖維素）容易在微生物的作用下分解產生 CO₂ ，即使穩定性較高的高分子有機碳（如木質素）也很難長時間不被微生物分解[34]。尋找更為穩定的植物體碳，這一基于自然的氣候變化解決方案，對于助力實現國家“雙碳”自標具有重要意義。

植硅體在植物體內形成時能夠固定大氣中的CO₂ ，其高物理抗性和化學穩定性使其在植物殘體被埋人土壤后能夠長期（千年至萬年）穩定地儲存碳，成為陸地生態系統中重要的長期碳匯之—[5-6] 。

植硅體研究最早可追溯至19世紀初，而中國在地質學領域的植硅體研究始于1989年。植硅體的分析技術已經廣泛地應用于考古學、古環境、地質學、生態學、植物起源研究以及農業學等多個學科，為植硅體的深人探索打下了堅實的基石[5]。近年來，隨著顯微鏡、光譜分析和同位素測定等技術的進步，以及“雙碳”目標的提出，植硅體在碳封存方面的研究成為了熱點[7]。現有的研究通過探究植硅體碳的來源、產量和穩定性提高了對植硅體固碳機制的理解。在植硅體封存有機碳方面，學者們對世界上一些富硅地區的植物、土壤和生態系統的植硅體固碳潛力進行了評估，并在碳-硅耦合的生物地球化學循環中取得了重要進展[8]。植硅體碳提取技術仍需優化，其固碳潛力的評估方法亦未達成共識。當前研究多聚焦大空間尺度的碳-硅耦合循環，然而物種多樣性的地理格局及植被類型間植硅體含量的顯著差異表明，基于區域或局地尺度評估植硅體長期固碳潛力，對發掘“固碳增匯”關鍵技術具有重要影響[9-10]。基于現有研究文獻資料，系統梳理植硅體在封存有機碳中的作用及其研究進展，將有助于從植硅體碳封存的角度思考推進實現“雙碳”目標。

近年來，文獻計量學技術發展較為迅速，能夠客觀評價某一領域科學發展現狀及水平[11-12]。該技術已經廣泛應用于土壤、生態安全、生態修復等方面的研究[13]，但目前尚無結合文獻計量學系統綜述植硅體研究進展的報道。為此，本文綜述了植硅體在封存有機碳中的作用和植物植硅體固碳機制，運用Rstudio中的bibliometrix等工具，通過植硅體研究合作網絡分析、研究機構及作者、高頻關鍵詞分析以及研究趨勢等，概述了植硅體的研究進展和研究熱點。研究結果將提升我們對植硅體研究進展的理解，并為制定陸地植物長期碳封存措施提供參考。

1植硅體在封存有機碳中的作用

1.1 植硅體的定義及功能

1.1.1植硅體的定義

硅被植物的根吸收為可溶性硅，經過硅化作用，沉淀在細胞內腔或細胞之間的非晶質二氧化硅[14]，即植硅體。植硅體普遍存在于植物的葉片、莖干、花等部位，植物是植硅體產生的唯一來源[15]。植硅體的穩定硅氧骨架結構賦予其抗高溫、耐腐蝕特性，使之能在土壤中長期保存[16]；該結構同時保護封裝的有機碳，實現長期穩定固存[17]

1. 1. 2 植硅體的功能

植硅體穩定的結構起著保護植物的作用，使植物在受到昆蟲、食草動物或病原體攻擊時減少傷害，并增強對外界的抵抗力[15]。此外，植硅體在評估環境、氣候因子變化方面有著明顯的指示作用[18]。因此，植硅體分析被大量應用于考古遺址和古環境研究中，用于推斷古氣候變化和地層劃分等[19]

植物本身不可移動的特性使它們在受到外部環境干擾時變得被動。受到外界干擾的植物也會對不利的環境和捕食者做出反應[20]，捕食者的進化促進了植物植硅體的進化，兩者之間的共同進化促使植硅體產生[21]。植物中植硅體的大量產生會提高植物的機械穩定性，在植物體內起著結構支撐和防御作用[22」。其較高的硬度和抗植食防御機制可以防御昆蟲和食草動物[23]。木質化細胞壁和維管束中植硅體的沉積增強了植物的機械強度和物理性能，使得植食性動物更難消化，從而減少了被食用的風險，同時也提高了植物對外部環境的抵抗力[15] C

前人研究發現，植硅體不僅能夠敏感地指示生境的干濕度變化，為重建古環境和古氣候提供依據，而且其內部封閉的少量有機成分（如糖類、三磷酸腺苷、焦葡萄酸鈉等）表明植硅體碳是光合作用的產物[24]。此外，不同植物及同一植物的不同部位產生的植硅體具有不同的耐高溫性能，可能源于植硅體間不同的成分和結構。

1.2 植硅體的形成過程

植硅體的形態和大小由植物細胞及細胞間隙的發育決定，也受到植物自身生物學特性和外部環境條件的影響[25]，如氣孔細胞中的植硅體對蒸騰作用相關的環境因子非常敏感[26]。植硅體形態測量學廣泛應用于植物分類與生態學、環境考古學及全球變化響應等領域，例如通過分析水稻葉片扇型植硅體的三維形態差異可區分粳稻和粘稻，而穎殼雙峰植硅體形態結合魚鱗狀紋飾統計能準確判別栽培稻與野生稻[27]

1.3 植硅體的元素組成

植硅體元素組成的研究有利于揭示植硅體的化學組成及其與植物種類之間的關系，同時為植硅體形成機制提供一定依據。植硅體主要由二氧化硅（ SiO₂ ）和少量的碳（C）氮（N）、磷（P）、鋁（AI）、鐵（Fe）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（ Mg^? 和銅（Cu）等元素組成[28]。在植硅體形成過程中，纖維素和木質素的形成效率可控制植硅體中 C，N，P 的含量，而金屬Al的量與植硅體表面的化學吸附能力有關[29]此外，處在不同生境下的同種植物，其植硅體元素組成之間也存在著明顯差異[8]。植硅體的元素組成可能會影響生物地球化學穩定性和固碳效率，因此有必要進一步研究植硅體的元素組成[1]

2 植硅體固碳機制

植物在植硅體形成過程中會封存少量的有機碳，這部分有機碳被稱為植硅體封存有機碳（Phytolith-occludedOrganicCarbon，PhytOC），又稱植硅體碳[15]。已有研究表明，植硅體碳相比其他形式的有機碳具有更穩定的特點[8]，其穩定性可達千年至數萬年之久，被認為是陸地生態系統長期碳封存的有效途徑之一，對于“碳中和”和減緩氣候變化具有重要意義[4]。相較于易分解的有機物質，植硅體在形成過程中能封存細胞中的有機碳，受到外界干擾較小，有著長期封存大氣 CO₂ 的潛力。研究植硅體碳的來源、產量和穩定性將有助于深入理解其固碳機制[4.11]

2.1 植硅體碳的來源

植硅體碳的存在形式主要有3種：一是存在于植硅體內部空腔的有機碳[30]；二是處在硅氧結構保護下的有機碳聚集體[31]；三是以氨基酸形式連續分布的有機碳[32-33]。植硅體碳的相對分布和有機碳的含量取決于植硅體的類型和沉積位置[34]大部分有機碳存在于細胞內腔中，少量的有機碳分布在二氧化硅結構中或作為聚合物單獨包藏[33]目前，大多數植硅體研究考慮的是植硅體碳的定性分布[]。相較于其他有機碳，植硅體碳由于被包裹在植硅體的硅氧結構中，能夠在各種環境下良好保存[。植硅體碳包含了植物通過光合作用從大氣中捕獲并固定的 CO₂ 。通過對植硅體中的有機碳進行碳同位素分析，可以重建植物的光合途徑，并有助于了解古大氣 CO₂ 水平及確定絕對年代[31，35]。研究表明，植硅體中的有機碳主要來源于植物通過光合作用固定的大氣 CO₂ ，而非直接來自溶解于土壤中的舊碳[1]。盡管有證據顯示，植物根系確實能夠吸收一些溶解于土壤的碳，并在植硅體形成過程中將其分配到各個部位或使其附著在植硅體表面，但這些舊的溶解于土壤的碳對植硅體碳總量的貢獻相對較小，據估計僅占植硅體碳的大約 0.15% 。因此，植硅體中的大部分碳是源自植物通過光合作用從大氣中固定的 CO₂^[11，36] 。根據植硅體碳的不同分布模式，可以得知有機碳在不同階段會以不同的方式存在于植硅體中[33]

2.2植硅體碳的產量及穩定性

植物植硅體碳含量是由本身的固碳能力和效率決定的[18]。關于植硅體碳的研究多集中于植硅體碳的產量計算，這是確定植硅體固碳效率的第一步。除此之外，還應探究植硅體碳保存的完整性[4]。一些綜述論文表明，不同植物植硅體產碳量的差異與其產量和固碳能力密切相關。因此，應避免使用單一的碳封存效率來估算全球碳產量[4]。Zhang等[37]研究發現，植硅體含量與植硅體碳含量的關系成正比。因此，植硅體碳的穩定性取決于植硅體本身的保存狀況。植硅體的穩定性受母質、土壤特性、土壤水分和土壤粒度等多種因素的影響[4]。經過千年至數萬年，植硅體含量會呈現顯著下降的趨勢[18]。因此，這些因素都直接或間接影響植硅體的碳匯能力。

2.3 植硅體碳匯潛力

植硅體碳是陸地生態系統中一種重要的碳組分，其含量取決于植物和土壤條件[]。植硅體碳積累率為土壤碳封存速率的 15%～37% ，具有較大的固碳潛力[6-7]。研究表明，植硅體指標在毛竹與其他樹種之間有著顯著差異，毛竹植硅體含量比較高，因此具有相當大的碳封存潛力。應雨騏等[38]的研究表明，毛竹的植硅體碳封存速率高于黍、粟和草地，低于甘蔗，介于小麥與水稻之間。杉木林、馬尾松林及闊葉林因其分布廣、面積大，故而具有更高的植硅體碳年封存量[38] O

2.3.1草原生態系統中植硅體碳封存潛力

草原面積約占世界陸地面積的1/5，具有硅含量高、凈初級生產力高和面積大的特點[7]。已有研究表明，相較于其他國家的草原，中國草原的地上凈初級生產力較低，導致植硅體的生產力低。因此，應對草原實施合理的管理措施，以助于提高固碳潛力[]

2.3.2森林、農田生態系統中植硅體碳封存潛力

森林落葉中的植硅體含量較低，但其凈初級生產力高、面積廣，在全球植硅體生產中發揮著重要作用[39]。Song 等[40]估算了世界森林（竹林）和中國森林中的植硅體碳產量，發現世界竹林中的植物素較少，其植硅體碳封存量低于中國森林。這主要是因為竹林中封存的植硅體數量遠高于森林，而中國森林中約 30% 的植硅體碳匯來自竹子[39-40]。因此，保護和營造竹林可以提高植硅體碳含量，有助于減輕全球氣候變暖[11]

農田中植硅體碳的主要來源是水稻、小麥和玉米，分布在中國、印度、北美和歐洲[\"]。自二十世紀中期以來，施肥和灌溉措施促進了全球農田植硅體固碳率的提升，使得固碳量相比之前增加了2倍[41]外部硅肥和灌溉已被證明可以增加植物對硅的吸收和植硅體的通量[42]。因此，通過施肥和灌溉措施可以進一步加強植硅體的固碳作用。

3植硅體研究進展及趨勢

3.1 數據來源與統計方法

由于WebofScience數據庫收錄了世界多國科學家的論文信息，論文收錄情況較為全面。因此，本文主要基于WebofScience核心合集數據庫，采用高級檢索模式構建檢索式，以Phytolith（植硅體）為關鍵詞進行檢索，文獻發表時間設置為2009年

1月1日至2023年12月31日，共檢索到1500篇論文并導出。通過Rstudio安裝程序包，打開R語言軟件中的工具bibliometrix后，將從WebofScience導出的文件導人，得到所檢索文獻的主要信息，并進行文獻計量可視化分析。篩選后得到有效論文1212篇，期刊來源總計258個，作者總計3502位，關鍵詞2967個，參考文獻總計44027篇，文獻平均年限6.64年。同時也獲得了Sources（來源）Authors（作者）、Documents（文檔）、Clustering（聚類）、CoonceptualStructure（概念結構）等信息（圖1），另獲得由bibliometrix數據可視化分析后展現出來的各領域機構、作者、國家間的相互關系等。

圖1可視化分析的流程圖

Fig.1Flow chart of visual analysis

3.2植硅體研究合作網絡分析

可視化分析結果表明，36個國家參與植硅體的研究。其中，在公開發表的1212篇論文中，中國作者發表316篇文獻，占總數的 26.1% ；美國作者發表167篇，占比為 13.8% ；英國作者發表了75篇，占比 6.2% 。中國發文量最多，主要研究植硅體與古環境、生態、植被之間的聯系，研究區域主要集中在北方。美國發文量第二，主要研究植硅體現代過程及其在環境演化與生態響應相關的環境考古和地理地球化學方面。英國則主要關注植硅體的形態研究、植硅體在考古學中的應用、作物植硅體碳含量與分布，闡明了作物植硅體未來的研究方向。中美兩國更關注植硅體與環境的關聯，而英國所做的研究側重于不同植物的植硅體含量。中國和美國都涉及到了古環境的研究，而英國在該方面研究較少。通過國際合作網絡圖及地理可視化可以看出植硅體研究已經逐漸開始受到全球關注，形成多國共同參與的研究格局。

在中國、美國和英國發表的高被引論文中，有兩篇分別由美國國家科學院院刊發表。其中一篇涉及的是各國內部不同機構之間的合作；另一篇則是關于通過考古植物學中的植硅體證據揭示植物馴化[43]的研究，該研究是由來自不同國家的機構共同完成的。具體來說，這篇跨機構合作的文章參與單位包括中國的北京大學、美國的紐約大學以及英國的倫敦大學。植硅體研究在中國考古學中占據著一定的地位，尤其在探討水稻農業起源方面。通過鑒定水稻硅酸體和區分亞種，表明中國栽培水稻的主要發源地為長江以南及其中下游，以及淮河中上游地帶[43]。不同機構的國際合作與交流，有助于推動植硅體研究的全面化，促進全球區域的合作。

3.3 昕九優構及共IF有 研究機構及其作者

本研究采用文獻計量工具bibliometrix分析數據，生成植硅體研究機構和作者發文量的圖表（圖2、表1）。結果表明，主要研究機構為“UniversityofChinese Academy of Sciences\"（中國科學院大學）、“Northeast Normal University”（東北師范大學）和“UniversityBarcelona\"（巴塞羅那大學）。中國科學院大學發文量最多，研究內容聚焦于麻類作物植硅體的形態分析、化學組成與環境關系以及在古環境重建和 ¹⁴C 測年中的應用，為植物分類學、生態響應及全球變化研究提供了重要依據[44]。此外，研究植硅體 ¹⁴C 可以測定古生物遺骸的年齡和所處時期[45]。植硅體碳封存的代表作者有Houyuan Lu（呂厚遠）、JianpingZhang（張健平）、ZhaoliangSong（宋照亮）、DongmeiJie（介冬梅）和HongyanLiu（劉洪妍）。左等4系統研究了植物吸收和積累硅對增強碳固定能力的影響。研究表明，植硅體能夠提高植物對逆境的抵御能力，促進土壤中碳的封存，減緩氣候變化[47]。此外，硅肥施用能夠提升生態系統碳固定效率[42]。另有研究表明，植硅體不僅有助于植物抵御環境壓力，還能有效提高土壤中的碳庫存，促進生態系統的穩定性和可持續性[48-49]Song等[4041]在元素與同位素地球化學、陸地生態系統碳-硅耦合生物地球化學循環、全球氣候變化以及植硅體碳匯等方面的研究表明，植硅體碳是一種穩定的碳匯機制，對調節全球氣候變化具有重要意義，因此，植硅體中的碳同位素對古環境和古氣候重建研究具有重要價值。介冬梅、劉洪妍團隊主要聚焦于植物體內植硅體對碳固定的影響以及提高植硅體的利用效率的機理[50-51]。通過對不同植物種類的比較研究，該團隊揭示了植硅體在碳封存和改善土壤特性（特別是富硅土壤）方面的重要作用，同時提出了添加硅肥等促進植物生長及增強其碳儲存能力的方法，為農業和生態恢復提供科學依據[51-52]。

圖2主要研究機構及其發文量

Fig.2Main research institutions and theirnumber of publications

表1主要研究作者及其發文量

Tab.1 Main authorsand their number ofpublications

3.4關鍵詞及熱點分析

關鍵詞是對論文主題內容的高度提煉，具有實際檢索意義[53]。通過對高頻關鍵詞統計分析有助于了解該領域的研究熱點、前沿主題和發展重點[54-56]。在2009—2023 年間發表的有關植硅體研究的文獻中，共識別出50個高頻關鍵詞，累計出現頻次達到2977次。利用R語言對植硅體研究領域的文獻進行關鍵詞分析，結果顯示（圖3），“vegetation”（植被）、“assemblages”（群落）和grasses\"（草本植物）關鍵詞出現的頻次最高。高頻關鍵詞表明植硅體研究領域的熱點集中在植硅體形態結構、不同類型植被的植硅體含量特征、野生與馴化植物植硅體鑒定及植硅體對氣候變化的響應等方面。

圖3高頻關鍵詞網絡分析

Fig.3High-frequency keyword network analysis

關鍵詞隨時間變化的頻率及趨勢如圖4所示。在2009—2023年期間，植硅體研究文獻的關鍵詞頻次呈顯著上升趨勢。其中，“不同類型植被的植硅體含量特征”和“植硅體對氣候變化的響應”方面的關鍵詞增長最為顯著，其增長斜率最大，上升速度最快，明顯領先于其他關鍵詞。常用關鍵詞變化趨勢表明，當前的研究內容主要集中在植硅體的特征、形態以及它們與環境的關系上，對植硅體本身的系統性分析和研究相對較少。因此有必要進一步加強對植硅體分析的研究力度，推動研究領域多元化，解決相關科學問題。

3.5植硅體研究的發展趨勢

中國植硅體研究自20世紀90年代初起步，2010年后參與研究的學者逐漸增加，在2016—2021年間達到一個高峰，參與人數和論文發表數量都顯著增長。2021年后有所回落，但相較于2016年以前，發文量依然保持在較高水平，2020—2023年，隨著中國提出碳達峰和碳中和的戰略目標，植硅體作為自然碳匯受到重視，政策導向促進了相關領域的研究活動。

圖4關鍵詞隨時間變化的頻率及趨勢

Fig.4Frequency and trend of keywords over time

4 討論

碳封存在減輕全球環境壓力、緩解溫室效應和吸收 CO₂ 方面發揮著重要作用，有助于促進生態系統平衡和穩定[57-58]。隨著碳達峰和碳中和政策的提出，越來越多的研究者開始關注陸地植物的碳封存機制。植硅體固碳作為一種長期穩定的固碳機制，在全球陸地生態系統碳匯中發揮著重要的作用。植硅體有著耐高溫、耐腐蝕的特性，可以在土壤中大量保存下來，這對于古環境重建研究尤為重要[16]。研究發現，處于不同生境下的同種植物，其植硅體元素組成之間也存在著明顯差異[8]。關于植硅體碳產量的測算，已有大量研究進行了探討。然而，對于植硅體保存率的問題，現有的研究相對匱乏。因此，在未來的研究中，應當加強對植硅體穩定性的深人探究。

圖5作者的相關論文發表趨勢

Fig.5Trendsin author’spublications on phytolith research

中國科學院大學在植硅體研究中發文量最多，研究包括植硅體形態分析、植硅體化學組成與環境的關系、以及植硅體在古環境重建和 ¹⁴C 測年中的應用[59]。植硅體形態結構的研究主要針對于農作物，通過解剖和鑒定，結果表明作物體內可以產生特定類型的植硅體[6]。植硅體固碳方面的研究表明植物生物量和固碳能力呈反比，植物生物量水平隨 CO₂ 的上升而增加，導致土壤儲碳量降低，該變化可能與植物根系吸收營養的方式有關[61]。中國科學院大學研究團隊對成都遺址沉積物開展農作物植硅體分析，檢測到水稻植硅體為主導類型，伴生少量黍、粟植硅體，該研究為長江上游早期農業傳播與作物結構演化提供關鍵實證[48]。隨著“雙碳”目標的推進，預測未來關于植硅體固碳研究領域的發文量很有可能會呈現持續增加的趨勢。

運用植硅體定量分析法重建古植被和古環境，是推進植硅體指示氣候變化的重要基石[49]。近年來，植硅體分析已廣泛應用于考古學、古環境、地質學、生態學、植物起源研究和農學[62]。植硅體形態測量學通過量化水稻扇型植硅體與穎殼雙峰植硅體的幾何特征，能有效區分不同類型的亞種，并系統性應用于植物分類系統構建、生態適應機制解析及古稻作農業重建等研究領域[27]。在考古學應用方面，中國植硅體研究首先開始于對水稻農業的研究，包括水稻硅酸的鑒定和亞種的判斷[63]。中國原始農業研究是考古學的一個重要課題，其中水稻農業的起源一直是研究的熱點，中國古代栽培水稻的起源在考古界一直存在爭議，植硅體研究表明中國栽培的水稻主要起源于長江以南、中下游和淮河中上游[48]。在地質應用方面，許多學者在研究現代植物、自然分類和生態分布的基礎上，對古植被和古環境進行了推演[47]。此外，植硅體可以連續分布在各個地層中，為碳同位素在植硅體中的應用提供了基礎。隨著年代測定技術的改進，確定小型植硅體樣本的年齡成為可能[64]

鑒于植硅體碳庫在應對氣候變化中的核心價值[65]，植硅體封存有機碳的轉化效率成為近年研究熱點。相關學者對植硅體碳進行了全面的研究，涉及從水稻[63]、小米[66]和小麥[67]等單一植物研究到草原[7]、森林[8]、農田9]和竹林等不同生態系統中植硅體的固碳作用研究。

植硅體研究的廣度和深度也已從固碳量的估算逐漸轉變為碳匯作用和機制，這些研究大多集中在不同植被中植硅體的固碳量，較少關注在土壤中沉積的植硅體的固碳效果，缺少對地質時期植硅體碳匯和固碳速率的研究。

高等植物通過根系吸收可溶性硅，在組織內富集形成植硅體，并經由枯落物輸入土壤，驅動“植物-土壤”系統硅循環反饋網絡[70]。該過程耦合光合固碳作用形成硅-碳共沉淀，而植硅體元素組成（如C）可顯著調控其化學穩定性與固碳效率。鑒于元素組成對固碳具有長效性的核心作用，亟需深化植硅體多元素協同機制研究[7]

氣候變化引發的森林退化導致地表植被覆蓋縮減、地上凈初級生產力下降，致使植硅體年固碳量衰減。因此，實施森林-農田-草原生態系統植硅體固碳協同管理策略更有助于優化硅循環提升碳匯潛力[8]。

5 結論與展望

本文通過綜述植硅體封存有機碳的作用和植物植硅體固碳機制，并結合文獻計量的方法，通過分析植硅體研究合作網絡、研究機構及作者、高頻關鍵詞及研究趨勢等，概述了植硅體的研究進展和研究熱點。得出以下結論與展望：

（1）植硅體具有的穩定結構可以增加植物的防御性抗性，但植硅體的形成受環境因子影響較顯著。因此，深入研究植硅體保存過程中的穩定性很有必要。森林、農田和草原生態系統在植硅體碳封存方面具有相當大的潛力，加強陸地植硅體固碳管理有助于提高其碳匯功能。未來的研究將聚焦于探索不同作物植硅體的碳匯潛力及其與植物根系和土壤之間遷移規律的關系，深化對植硅體積累與碳匯效應的理解，并拓展其應用領域以評估農業及自然生態系統的碳匯功能。

（2）植硅體研究領域每年的發文量總體呈上升趨勢，且未來還有持續增長的趨勢。“UniversityofChineseAcademyofSciences”可作為學者深人了解該領域的主要機構。

（3）HouyuanLu（呂厚遠）和ZhaoliangSong（宋照亮）是近年來植硅體領域最具學術影響力的學者之一，他們主要研究了植硅體與古環境、古植被重建之間的關系以及封存有機碳的機制，并認為植硅體碳是一種長期穩定的碳匯機制，對調節全球氣候具有重要意義。他們的科研結果和研究動態值得相關學者關注和追蹤。

（4）通過研究植硅體封存有機碳的能力、形態結構特征以及在不同植被間的差異性，不僅加強了我們對陸地生態系統中碳-硅循環的理解，而且為評估長期碳封存潛力和響應全球變化提供了方法支持。未來的研究應繼續探索植硅體碳封存在緩解氣候變化中所扮演的角色，并結合分子生物學和蛋白質組學等手段進一步揭示其固碳機制，并拓展其在全球各種類型生態系統和植被類型中的應用場景。同時，植硅體含量與植物本身特性和土壤有機碳含量相關，未來應該結合農學、考古學、地質學、植物學等學科，探究植硅體碳-硅耦合循環機制及調控措施，從植硅體碳封存的角度助力實現“雙碳”目標。

（5）近年來氣候變化推動植硅體研究快速發展，IPCC第六次評估報告表明全球變暖至少將持續到2100年。為此，不同植被植硅體碳封存效率的差異、植硅體碳穩定性、植硅體封存碳的最佳調控措施等將可能是未來植硅體研究領域的熱點話題

（責任編輯：嚴秀芳）

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The Role of Phytoliths in Organic Carbon Sequestration and Advancements in Related Research

Wang Xianyan，Ouyang Shengnan，Tie Liehua

（GuizhouProvincial Research Centerfor ForestResources and Environment/CollgeofForestry，Guizhou University，

Guiyang，Guizhou，China）

Abstract：Phytolithsequestrationoforganiccarbon hasbeenrecognizedasaneffectivepathwayforlong-termcarbon storage in terrestrialecosystems，andtheinvestigationintophytolithsand theirroleinorganiccarbonsequestrationis crucial for advancing toward the“dual carbon”goals. This paper conducts a comprehensive review by employing bibliometricanalysis to elucidatetheroleof phytolithsinboth organiccarbonsequestrationand itsassociatedresearch progress.The findings reveal a marked increase inthe number of researchers focusing on phytoliths and the volume of related scholarly articles since 2O16.The primary research hotspots identified includethe aplicationof phytoliths for organiccarbonsequestration，variationsin phytolithcontentacrossdiferentvegetation types，identificationof phytoliths from wild versus domesticated plants，andtheir responses to climate change.Notably，systematic studies oncarbonsiliconcoupled biogeochemical cyclesandglobal change in terrestrial ecosystems have significantlyadvancedthe fieldof phytolith carbon research，providing deeper insights into phytolith formation processes and theirsequestration potential. However，due tothediverse mechanisms of carbonsequestration byphytoliths across various plant typesandthe intricate interactionswith climate change，the molecularregulatory frameworkand globaldriversof phytolith carbonsequestration arenotyetfully understood.Future research should focus on enhancing our knowledgeof theeficiencyof phytolith carbon sequestration atlevels ranging from individual organisms toentire ecosystems.It isalso essential toimprove the managementpracticesforphytolithcarboninagriculturallands，forests，andgrasslands.Aditionall，itisimportantto clarifythecarbon sink potential and driving factorsof large-scaleand even global phytolithcarbon（phytOC）under the contextof global environmental changes.Moreover，a thorough explorationof thecoupling mechanism between silicon andcarboncycles，aswell asthe molecularregulationofthisprocess，willbecritical toachieving the\"dualcarbon\" goals through the lens of phytolith carbon sequestration．Such research endeavorswillrequireinterdisciplinary collborationand integrationof ecological，geochemical，and molecular biologyperspectives toprovidea morecomplete picture of the role of phytoliths in the global carbon cycle.

Keywords：phytolith；carbon neutrality；carbon sequestration；bibliometrics；research hotspots