长江中下游滩地抑螺防病林生态系统碳水通量及碳贮量研究

论文摘要

抑螺防病林作为一种森林类型，其巨大的碳汇功能一直是研究的空白点，本论文选择其两种林分结构类型运用涡相关系统研究其碳、水通量变化及其与影响因子的响应关系，在时间和空间尺度上计量碳源汇值，具体研究内容与结论如下： 1．抑螺防病林生态系统碳通量规律性动态变化 白天从7：30左右系统开始吸收CO2，中午12点左右达到全天的碳汇最高峰，随后开始降低，到18点左右系统逐渐转入碳源作用，系统放出CO2。这种日变化规律随着季节变化。从全年的尺度上看，3月末4月初，杨树开始展叶，系统整体开始表现为碳汇作用，到10、11月杨树落叶，光合作用基本停止，系统转入碳源作用。 2．系统碳通量与生态因子的关系： 1)光合有效辐射 两个系统碳通量与光合有效辐射的关系相同，在白天（PAR＞1），系统碳通量与光合有效辐射符合Michaelis-Menten模型，呈双曲线关系。当有效辐射达到1000μmol／m2.s以上时，系统光合与呼吸都较大，且湖南比安徽的系统光饱和点要高。 2)温度 安徽站全年夜间碳通量月平均值与气温呈较强的线性相关，即气温升高，夜间碳通量增大。全年夜间碳通量与土壤5cm处温度呈指数递增；湖南站气温对系统碳通量的影响，从月平均值拟合情况来看，气温与碳通量呈对数相关，夜间碳通量与5cm土壤温度的相关性表现为显著的指数关系，y=0.03361e0.06684x，相关系数R2=0.6328。 3)土壤含水量 湖南站夜间碳通量与15cm处的土壤含水量呈三次多项式规律变化，即土壤含水量在小于0.56（土壤水分与土壤的体积百分比）的时候，含水量增加，系统呼吸量增加，到土壤含水量越过0.56的时候，系统呼吸就会随含水量的增加而快速下降。安徽系统碳通量与土壤含水是量没有得到较好的相关关系。 4)土壤热通量 安徽站夜间碳通量月平均值与土壤2cm处的热通量呈指数相关，响应方程为：y=0.2697e0.0596Gs，相关系数R2=0.3877；湖南站夜间碳通量还与2cm处土壤热通量呈显著指数相关，响应方程为：y=0.5843e0.199Gs，相关系数R2=0.7516。夜间土壤与外界大气的热交换绝对值越小，系统的呼吸量就越大。 3．系统碳通量源汇计量 从2005年4月到2006年3月，安徽站5月为最大碳汇月，累计碳汇值为-2.35×105mg／m2，最大碳源值出现在2月为0.163×105mg／m2；年通量值为-10.16×105mg／m2.a；湖南站6月为最大碳汇月，碳汇值为-1.09×105mg／m2，11月为最大碳

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 碳通量研究概况
• 1.1.1 森林生态系统碳通量研究进展
• 1.1.2 森林碳通量研究存在的问题及解决途径
• 1.1.3 我国森林生态系统碳通量研究前景
• 1.2 森林生态系统水通量研究进展
• 1.3 涡度系统在抑螺防病林生态系统中应用的意义
• 第二章 研究方法与研究点概况
• 2.1 研究内容与技术路线
• 2.1.1 研究内容与方法
• 2.1.2 技术路线
• 2.2 研究点概况
• 2.2.1 湖南试验点
• 2.2.2 安徽试验点
• 第三章 监测数据修正与质量分析
• 3.1 监测数据修正
• 3.1.1 数据修正的必要性
• 3.1.2 对下垫面的修正
• 3.1.3 对气象条件的修正
• 3.1.4 小结
• 3.2 涡相关监测数据质量分析
• 3.2.1 影响数据质量因子
• 3.2.2 能量闭合度评价
• 3.2.3 通量贡献区划分
• 3.3 涡相关监测数据插补修善
• 第四章 抑螺防病林系统碳通量变化与环境因子的关系
• 4.1 系统碳通量变化
• 4.1.1 安徽站点
• 4.1.2 湖南站通量变化
• 4.2 系统碳通量与环境因子相关性分析
• 4.2.1 碳通量与光合有效辐射的关系
• 4.2.2 碳通量与温度的关系
• 4.2.3 土壤湿度对系统碳通量的影响
• 4.2.4 土壤热通量与系统碳通量相关性分析
• 4.3 小结
• 第五章 抑螺防病林生态系统碳源汇值计量
• 5.1 不同时间尺度碳计量
• 5.1.1 系统碳通量日计量
• 5.1.2 系统碳通量月计量
• 5.2 两个站点碳源/汇比较分析
• 5.2.1 碳汇作用
• 5.2.2 碳源作用
• 第六章 抑螺防病林生态系统碳贮量研究
• 6.1 湖南生态系统碳贮量研究
• 6.1.1 湖南生态系统植被碳贮量
• 6.1.2 系统土壤碳贮量
• 6.2 安徽生态系统碳贮量研究
• 6.2.1 安徽生态系统植被碳贮量
• 6.2.2 系统土壤碳贮量
• 6.3 小结
• 第七章 抑螺防病林生态系统水通量研究
• 7.1 湖南站水通量及其与气象因素相关性分析
• 7.1.1 水通量变化
• 7.1.2 水通量与相关气象因子相关性分析
• 7.2 安徽站水通量及其与气象因素相关性分析
• 7.2.1 水通量变化
• 7.2.2 水通量与相关气象因子相关性分析
• 7.3 小结
• 第八章 生态系统水分利用效率研究
• 8.1 水分利用效率变化
• 8.2 影响水分利用效率的因子
• 8.2.1 水分利用效率与光合有效辐射关系
• 8.2.2 水分利用效率与温度的关系
• 8.2.3 水分利用效率与土壤含水量的关系
• 8.3 小结
• 第九章 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附图