雀儿山西南坡植被碳贮量与土壤有机碳贮量估算

论文摘要

“温室效应”引起的全球气候变化已受到世界各国的普遍关注。陆地生态系统作为全球碳循环的重要一环因其巨大的有机碳贮量正日益成为全球碳循环研究的活跃领域。大中尺度下陆地生态系统碳贮量估算业已成为全球变化研究的重要内容之一。青藏高原是全球气候变化的敏感区和重要先兆区，但因其地理条件恶劣、交通条件不便、资料不易搜集不利于大中尺度下陆地生态系统固碳能力研究。3S（RS，GIS和GPS）技术的出现和发展，为在这一区域大中尺度下进行有机碳碳贮量研究提供了可能。本研究以位于青藏高原东南缘横断山脉西北部的雀儿山为研究区，利用ASTER卫星图像技术结合野外调查资料，对雀儿山西南坡幅员面积365.85km2内陆地生态系统植被碳贮量和土壤有机碳贮量进行了研究，结果如下：（1）研究区植被碳密度总体上呈条带状或团块状分布，平均植被碳密度为56.06t hm-2。从空间格局上看，北部的高山亚高山地区植被碳密度较高，而南部的干旱河谷地带植被碳贮量较低。高值区(125-250 t hm-2)主要分布于研究区域北部的高山亚高山区，集中于色曲河流域俄产至春龙段和南部的金沙江沿岸的格乌、折松渡地区，并零星分布于研究区域中部地区如更庆、龚垭等地；低值区(1-60 t hm-2)主要分布于北部的贡布堆、上压吧和更庆以南的色曲河河谷内，并在南部的岗托至申龙达段金沙江沿岸形成一个狭长区域。全区植被碳密度中等(60-125 t hm-2)的区域则多集中分布于达芒多以南至色曲河与金沙江交汇处这一地势较为平坦的区域内。全区植被碳密度高、中等和低的面积分别占土地总面积的14.94％、30.22％和54.84％。（2）植被碳贮量总计为2.05×106 t，植被类型分布面积大小变化的顺序是：灌木（24779.33 hm2）＞针叶林（5570.46 hm2）＞阔叶林（4532.63 hm2）＞草（1683.86 hm2）。而其植被碳贮量大小变化的顺序是：针叶林（7.80×105t）＞灌木（7.62×105t）＞阔叶林（5.09×105t）＞草（0.02×105 t）。对植被碳贮量的影响因素分析表明，不同的植被类型和土地利用方式下碳密度和碳贮量差异较大，而海拔、坡向和坡度对研究区内北部高山亚高山地区植被碳密度影响较南部干旱河谷地区明显。（3）土壤有机碳密度的分布格局与植被碳密度一致，仍然呈北高南低的分布态势。其中针叶林地土壤最高为30.02 kg m-2，阔叶林和灌木林地土壤次之分别为23.7 kg m-2和19.26 kg m-2，而草地土壤最低为18.9 kg m-2。受植被类型和根茎比影响，土壤有机碳密度垂直变化差异较大。而对于贮量（7.84×106t）而言，则是灌木林地土壤（4.77×106t）＞针叶林地土壤（1.67×106t）＞阔叶林地土壤（1.07×106t）＞草地土壤（0.32×106t）。（4）研究区内植被碳贮量与土壤有机碳的总贮量为9.89×106t，四种植被类型中灌木有机碳贮量（5.53×106t）最高，针叶林（2.45×106t）次之，阔叶林（1.58×106t）居中，而草地（0.33×106t）为最低。结果表明整个研究区内有机碳贮量是相当巨大的，其主体土壤部分的有机碳贮量是植被碳贮量的3.82倍。通过分析植被碳密度与相应土壤碳密度关系表明植被碳贮量与土壤碳贮量间有着较强的相关性，由此可见保护植被资源、提高该地区森林覆盖率不仅有利于该地区生态条件恢复，同时对于提高植被和土壤固碳能力也尤其重要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 立题依据和选题意义
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 植被碳贮量
• 1.2.2 土壤有机碳贮量
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 数据来源与方法
• 2.2.1 遥感数据及其预处理
• 2.2.2 样方设置和群落调查
• 2.2.3 供试土壤来源
• 2.3 计算方法
• 2.3.1 植被碳贮量估算
• 2.3.2 土壤有机碳贮量估算
• 3 结果与分析
• 3.1 植被碳密度遥感估算模型
• 3.1.1 针叶林地碳密度光谱估算模型
• 3.1.2 阔叶林地碳密度光谱估算模型
• 3.1.3 灌木林地碳密度光谱估算模型
• 3.1.4 草地碳密度光谱估算模型
• 3.2 植被碳密度分布及碳贮量估算
• 3.2.1 植被碳密度空间分布
• 3.2.2 植被碳贮量估算
• 3.3 植被碳贮量和植被碳密度影响因素分析
• 3.3.1 不同植被类型下植被碳密度分布
• 3.3.2 不同土地利用方式下植被碳密度分布
• 3.3.3 不同海拔上植被碳密度的分布
• 3.3.4 不同坡向植被碳密度分布
• 3.3.5 不同坡度植被碳密度的分布
• 3.4 土壤碳密度及碳贮量估算及其分布规律
• 3.4.1 不同植被类型影响下的土壤碳密度及碳贮量分布
• 3.4.2 不同植被类型影响下的土壤碳密度垂直分布
• 3.5 植被有机碳与土壤有机碳贮量分析
• 4 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历