马鬃岭自然保护区土壤碳蓄积的研究

论文摘要

CO2是一种最重要的温室气体。目前由于人类过多的燃烧矿质燃料和破坏森林，导致大气中CO2浓度提高，大气CO2浓度达60万年以来的最高点。大气CO2浓度的快速提高导致全球变暖，而森林是最大的陆地生态系统，是全球公认的碳汇，对森林进行合理开发利用及保护，是温室气体减排、控制全球变暖的重要途径之一。马鬃岭自然保护区位于秦岭山脉东缘大别山北麓，属江淮分水岭，是气候敏感区。准确估算森林土壤碳储量对研究区域碳循环和森林碳汇功能意义重大，同时也为森林资源的合理利用提供依据。本文通过研究森林土壤0～100cm土层的有机碳含量，估算了整个保护区森林土壤的有机碳储量，并对影响有机碳含量的因素进行了研究，主要获得了以下结论：（1）马鬃岭自然保护区土壤有机碳含量随深度的增加而递减，不同地域垂直差异不同，随着深度的增加变幅越小。有机碳主要集中在0～30cm土层，0～10cm、10～20cm、20～30cm土层土壤有机质含量平均值依次为36.8g·kg-1、26.2g·kg-1、21.7g·kg-1。50～100cm土层随深度递减的同时有一定的波动，小部分区域在50～70cm土层出现次高值。在水平方向上呈现斑点状分布,山峰上多为高值。对不同样点有机碳含量随深度和水平方向的分布均在a=0.01水平上进行Z检验，结果表明差异均显著。森林土壤有机碳具有明显的时间变化规律，存在时间差异，整体上有机碳含量冬季最高且稳定，秋季次之，春夏最低。秋季高于春季，秋季变化大于春季。（2）有机碳含量的影响因素主要有地势、植被、土壤厚度等。有机碳含量与海拔有明显的线性关系，整体上随海拔升高而升高；土层越厚有机碳含量越稳定，越薄变化越大。不同植被类型下有机碳含量差异明显，毛竹林下偏低，松树林下偏高；不同坡向含量不同，阴坡高于阳坡。马鬃岭自然保护区不同季节降水、气温差异明显，土壤有机碳含量随之发生变化；20～30cm土层是相对活跃的层次，该层受气温、降水影响最显著。（3）土壤有机碳密度分布与有机碳含量分布基本一致，具有明显的垂直差异和水平差异。0～10cm土层有机碳密度平均为3.58kg·m-2，0～20cm土层有机碳密度平均为5.57kg·m-2，0～100cm土层有机碳密度平均为25.26kg·m-2。有机碳密度随海拔高度的升高而升高，1400m以上有机碳表层最集中；植被密集点有机碳密度高。研究区域森林土壤有机碳密度高于全国森林土壤有机碳平均密度。自然植被保护完好的地方有机碳碳密度高，但土层薄，受人为干扰大的地方有机碳密度偏低。（4）该自然保护区0～10cm土层土壤碳储量为1.2×105t～1.4×105t，0～20cm土层土壤碳储量为2.3×105t～2.7×105t，0～100cm土层土壤碳储量为6.9×105t～8.4×105t，有机碳储量高，碳蓄积量大。0～10cm土层固定CO23.8×106t～4.4×106t，0～20cm土层固定CO26.9×106t～7.6×105t，0～100cm土层固定CO22.1×107t～2.7×107t。（5）森林生态系统在增加温室气体蓄积方面的作用重大，同时具有涵养水源、保持水土的功能。对自然保护区进行封山育林，减少人为破坏,发挥其更大的生态效益十分必要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 文献综述
• 1.1 森林生态系统在碳循环中的作用
• 1.1.1 全球碳循环
• 1.1.2 森林生态系统在碳循环中的作用
• 1.2 土壤有机碳含量的影响因素
• 1.2.1 自然因素
• 1.2.2 人为因素
• 1.3 森林土壤有机碳蓄积量的估算研究
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.3.3 森林碳蓄积量估算差异的可能原因
• 1.4 森林对全球温室效应的效能研究
• 2浓度的影响'>1.4.1 森林对林内CO₂浓度的影响
• 1.4.2 森林对全球温室效应的影响
• 1.4.3 中国森林的碳汇功能
• 2 引言
• 2.1 研究目的
• 2.2 研究要解决的问题
• 2.3 技术路线
• 3 试验区概况及试验材料与方法
• 3.1 试验区概况
• 3.1.1 地理位置、地质、地貌
• 3.1.2 气候及土壤
• 3.1.3 森林植被类型
• 3.2 样地设置与样品采集
• 3.3 样品性质测定
• 3.3.1 土壤容重的测定
• 3.3.2 土壤有机碳的测定
• 3.3.3 仪器与试剂
• 3.3.4 有机碳密度和碳储量计算方法
• 3.4 数据处理
• 4 结果与分析
• 4.1 长期点有机碳的变化
• 4.2 土壤有机碳垂直分布及其影响因素
• 4.2.1 总体分布
• 4.2.2 活跃层有机碳的分布
• 4.2.3 过渡层和稳定层有机碳的分布
• 4.2.4 影响因素
• 4.3 土壤有机碳的水平分布及影响因素
• 4.3.1 不同的山体有机碳含量不同
• 4.3.2 不同地形区土壤有机碳的水平分布差异显著
• 4.3.3 影响因素
• 4.4 土壤有机碳的季节变化及差异分析
• 4.4.1 季节变化
• 4.4.2 影响因素
• 4.5 土壤有机碳蓄积
• 4.6 森林土壤温室气体减排潜力
• 5. 结论
• 6. 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简介
• 在读期间发表的学术论文