江西千烟洲人工针叶林生态系统碳收支研究

论文摘要

人工林生态系统在中国陆地生态系统碳收支中有着重要的地位和作用,江西千烟洲通量观测站是中国通量网自2002年建立以来四个森林站点中唯一的人工林生态系统通量观测站。本文以涡度相关技术和生物量调查为手段,以马尾松、湿地松和杉木为建群种的人工针叶林为研究对象,综合分析了千烟洲人工针叶林碳收支状况,探讨了影响碳通量交换的主要环境因子。依据单木生物量实测数据建立了马尾松、湿地松和杉木单木生物量相对生长式,按林分径阶-株数分布估算马尾松纯林、湿地松纯林和杉木纯林乔木层总生物量和生产力依次为85.159t/hm2和6.306t/（hm2·a） , 109.990t/hm2和9.09t/（hm2·a） ,120.543t/hm2和11.944t/（hm2·a）。以马尾松49:湿地松48:杉木3为比例组成的针叶混交林林分总生物量为124.14 t/hm2,其中乔木层96.64t/hm2,林下植被层14.808t/hm2 ,凋落物层12.696t/hm2 ;针叶混交林林分净第一性生产力8.905t/（hm2·a）,其中乔木层7.785t/（hm2·a） ,林下植被1.12t/（hm2·a）。年凋落物量为5.367t/（hm2·a）。采用同位素-质谱分析仪测定马尾松、湿地松、杉木和木荷4个乔木树种平均含碳率分别为0.5523,0.5431,0.5375,0.5115。林分乔木层加权平均含碳率为马尾松纯林0.5524、湿地松纯林0.5431、杉木纯林0.5375和针叶混交林0.5465。林下植被层加权平均含碳率为0.5034,其中,草本层0.4954、灌木层0.5135。各层次植物的平均碳素密度依次为:乔木层>灌木层>草本层。林分平均凋落物层含碳率为0.5280,当年未分解凋落物平均含碳率为0.5529。生物量方法测定的马尾松纯林、湿地松纯林和杉木纯林纯林总碳贮量密度分别为121.072、139.77和160.108 t/hm2,针叶混交林碳贮量密度为130.3 t/hm2。地下部分与地上部分碳贮量密度之比在1.081.22之间。各纯林乔木层年净固碳量在3.4256.420t/（hm2·a）。针叶混交林各层年净固碳量总和为5.892t/（hm2·a）。涡度相关技术观测得到2003年2005年千烟洲人工林生态系统净碳交换量NEE和生态系统总呼吸RE（碳释放总量）年平均分别为-617.4和1137 gC/（m2·a）;生物量估算得到通量塔1km×1km范围内人工林生态系统平均年净碳贮量△C为5.212 t/（hm2·a）,NEE比生物量方法计算结果高0.962 t/（hm2·a）,其差异性小于国际上其它同类的研究结果;生态系统总呼吸RE约占生态系统碳交换总量（GEE）的63.965.9%,年均土壤呼吸排放的碳占生态系统总呼吸RE的48.6%,凋落物分解对土壤呼吸的贡献率为38.29%。影响林分碳收支的主要环境因子是光合有效辐射PAR、饱和水汽压差VPD、土壤温度和土壤水分,其中,PAR和VPD影响白天碳收支状况,PAR与白天NEE满足直角双曲线函数关系,并有明显的年变化趋势,饱和水气压差对NEE影响显著,

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.3 研究的目的和意义
• 2 陆地生态系统碳循环研究进展
• 2.1 陆地生态系统碳研究
• 2.2 陆地生态系统碳循环研究方法
• 2.3 森林生态系统碳循环研究
• 2.4 森林碳循环研究的关键问题
• 3 研究区概况
• 3.1 千烟洲试验站概况
• 3.2 气候与水文
• 3.3 地形与土壤
• 3.4 土地利用与土地覆被变化
• 4 研究方法
• 4.1 通量观测法与数据处理
• 4.2 生物量法
• 5 结果与分析
• 5.1 基于涡度相关技术的人工林碳收支与环境因子影响
• 5.2 人工针叶林生物量与生产力
• 5.3 千烟洲人工针叶林碳贮量及碳汇能力
• 5.4 用△C 验证NEE
• 6 结论
• 6.1 千烟洲人工针叶林生物量与生产力
• 6.2 千烟洲人工针叶林含碳率分布特点
• 6.3 千烟洲人工针叶林碳库分布与碳汇能力
• 6.4 涡度相关技术测定的生态系统年净贮碳量
• 6.5 千烟洲人工针叶林生态系统的碳汇功能
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢