杉木林年龄序列土壤呼吸与地下碳分配

杉木林年龄序列土壤呼吸与地下碳分配

论文摘要

森林土壤呼吸和地下碳分配是森林碳平衡的两个重要分量,其随林龄变化规律及控制机理研究,在揭示林龄对森林碳收支影响、区域森林碳汇估算和森林碳汇经营上有十分重要作用。本研究选择我国著名杉木中心产区福建省南平市王台镇溪后村安曹下本底条件一致的、目前国内年龄跨度最大的杉木林年龄序列(2a、7a、16a、21a、40a和88a生)为研究对象,深入研究杉木林土壤呼吸和地下碳分配随林龄变化规律及其影响机理,为构建我国杉木林碳循环模型、杉木林碳源汇的科学估算及探寻合理的杉木林碳增汇措施等提供科学依据。研究结果表明,除受土壤温度、土壤含水量影响外,杉木林土壤呼吸月动态还受凋落物季节节律影响:合并所有林龄(除2a生外)后土壤总呼吸、异养呼吸和根系呼吸速率均与前第3个月凋落物量呈显著正相关,而与后一个月凋落物量呈显著负相关。土壤总呼吸和土壤异养呼吸Q10值在不同林龄间没有显著差异;除21a生杉木林根系呼吸Q10值显著低于88a生的外,不同林龄间根系呼吸Q10值没有显著差异。杉木林土壤总呼吸年通量随林龄呈先上升后下降趋势,除40a生的与2、7a生的有显著差异外,其余无显著差异;杉木林土壤异养呼吸年通量随林龄呈先下降后上升趋势,除88a生的与7、16a生的有显著差异外,其余无显著差异;杉木林根系呼吸年通量随林龄呈先上升后下降趋势,2a和88a生的显著低于7~40a生。杉木林土壤总呼吸、异养呼吸、根系呼吸随林龄变化均可用时间动态曲线很好地拟合。杉木林年龄序列中土壤总呼吸年通量与年凋落物量密切相关;根系呼吸年通量与细根生物量、地上净生产力呈紧密正相关,而与土壤有机碳贮量呈显著负相关。根系呼吸/土壤总呼吸比例介于25.0%~40.7%之间,随林龄呈先上升、后下降的趋势;并与细根生物量、地上净生产力和林分净生产力呈紧密正相关,而与土壤有机碳贮量呈显著负相关。杉木林地下碳分配随林龄呈先上升、后下降趋势,与地上净生产力密切相关;16a生和21a生杉木林地下碳分配显著高于7a生和40a生,而88a生的则最低。7a~21a生杉木林根系碳利用效率≈0.5;但在40a生和88a生中则<0.5,表明在成熟林和老龄林中不符合根系碳利用效率为0.5的一般假设。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 中文文摘
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 森林土壤呼吸研究进展
  • 1.2.1 森林土壤呼吸的影响因素
  • 1.2.2 森林土壤呼吸组成
  • 1.3 森林地下碳分配研究进展
  • 1.3.1 TBCA在森林碳预算中的重要性
  • 1.3.2 TBCA的研究方法
  • 1.3.3 森林TBCA的影响因素
  • 1.3.4 TBCA的组分及去向
  • 第2章 材料与方法
  • 2.1 试验地概况
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 研究思路
  • 2.4 研究方法
  • 2.4.1 土壤呼吸测定及组分分离
  • 2.4.2 细根周转和生产力测定
  • 2.4.3 地上凋落物年归还量测定
  • 2.4.4 乔木层生物量增量测定
  • 2.4.5 统计分析
  • 第3章 杉木林年龄序列土壤呼吸月动态及影响因素
  • 3.1 杉木林年龄序列土壤呼吸月动态
  • 3.1.1 土壤总呼吸动态
  • 3.1.2 土壤异养呼吸动态
  • 3.1.3 根系呼吸动态
  • 3.2 土壤温度对土壤呼吸的影响
  • 3.2.1 土壤温度月动态
  • 3.2.2 土壤呼吸与土壤温度的关系
  • 3.2.3 林龄对土壤呼吸温度敏感性的影响
  • 3.3 土壤含水量对土壤呼吸的影响
  • 3.3.1 土壤含水量月动态
  • 3.3.2 土壤呼吸与土壤水分的关系
  • 3.4 凋落物月动态对土壤呼吸的影响
  • 3.5 讨论
  • 3.5.1 土壤呼吸月动态
  • 3.5.2 土壤呼吸温度敏感性及随林龄的变化
  • 3.5.3 土壤水分对土壤呼吸月变化的影响
  • 3.5.4 凋落物月动态对土壤呼吸月变化的影响
  • 3.6 小结
  • 第4章 杉木林年龄序列土壤呼吸年通量及组成
  • 4.1 林龄对土壤总呼吸年通量的影响
  • 4.2 林龄对土壤异养呼吸年通量的影响
  • 4.3 林龄对根系呼吸年通量的影响
  • 4.4 林龄对土壤呼吸组成的影响
  • 4.5 土壤呼吸年通量及组成的影响因素分析
  • 4.6 讨论
  • 4.6.1 土壤总呼吸年通量随林龄变化规律及影响因素
  • 4.6.2 土壤异养呼吸年通量随林龄变化规律及影响因素
  • 4.6.3 根系呼吸年通量随林龄变化规律及影响因素
  • 4.6.4 土壤呼吸组成随林龄变化规律及影响因素
  • 4.7 小结
  • 第5章 杉木林年龄序列地下碳分配
  • 5.1 林龄对根系生产力的影响
  • 5.2 林龄对地下碳分配的影响
  • 5.3 讨论
  • 5.3.1 根系生产力随林龄的变化
  • 5.3.2 地下碳分配及随林龄的变化
  • 5.3.3 根系碳利用效率随林龄的变化
  • 5.4 小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 研究结论
  • 6.2 创新之处
  • 6.3 研究展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 个人简历
  • 相关论文文献

    • [1].杉木林年龄序列地下碳分配变化[J]. 植物生态学报 2008(06)
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    • [5].连续年龄序列尾巨桉人工林微量元素积累及其生物循环特征[J]. 水土保持学报 2016(02)
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    • [7].连续年龄序列桉树人工林凋落物量及养分通量[J]. 生态学杂志 2009(10)
    • [8].不同年龄人工林尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)叶片光合特性及水分利用效率[J]. 应用与环境生物学报 2016(01)
    • [9].不同林龄杉木人工林细根氮稳定同位素组成及其对氮循环的指示[J]. 生态学报 2016(08)
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