涡度相关法估算长江中下游滩地杨树人工林生产力

论文摘要

温室气体浓度升高和全球变化使生态系统碳循环问题成为当前生态科学研究的热点问题之一。净生态系统生产力是生态系统光合作用的碳固定和生态系统呼吸碳排放收支平衡的结果,是指针生态系统碳源/汇的关键因子,在碳循环的研究中占有重要的地位。本文使用涡度相关法结合动态气室法测定长江中下游滩地杨树人工林的生产力,并分析滩地杨树人工林净生态系统CO2交换量的季节变化特征和环境响应机理,同时用传统的生物量法的测定结果验证涡度相关法测定的可靠性。以上研究可为湿地碳汇,特别是人工湿地碳汇的计量提供基础数据,也为全球气候变化背景下湿地生态系统碳循环模型的建立与验证提供数据支撑。现得出如下结论:2005.7.15～2007.7.14的2年时间里,岳阳通量站和安庆通量站的总初级生产力GPP、净初级生产力NPP和净生态系统生产力NEP分别为3949.6 gC·m-2、2228.2 gC·m-2、1031.3 gC·m-2和3745.4gC·m-2、2356.3 gC·m-2、1012.2 gC·m-2,生态系统呼吸Reco、土壤呼吸Rsoli和林木根系呼吸Rroot分别为2918.3 gC·m-2、2297.4 gC·m-2、1100.5 gC·m-2和2733.2 gC·m-2、2407 gC·m-2、1062.9 gC·m-2;滩地杨树人工林的净生态系统碳交换量NEE具有明显的日变化和季节变化,影响NEE的环境因素主要有光合有效辐射PAR、温度和土壤水分;在几种模拟生态系统呼吸Reco的模型中,Van’t Hoff方程、Arrhenius方程、Lloyd-Talor方程,统计意义上具有同等的能力,使用温度和水分共同驱动的连乘模型对生态系统呼吸及土壤呼吸拟合效果最好,根据Michaelis-Menten模型反演的生态系统呼吸Reco小于使用连乘模型估算的Reco,偏低30%以上;生物量法和涡度相关法的测定结果基本一致;两个站点温度和光照条件非常相似,主要环境差异在水分方面,水分过多会抑制生态系统的碳排放,但同时水分过多也会影响杨树的生长,降低生态系统的光合能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.1.3 项目来源与经费支持
• 1.2 国内外研究现状与评述
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 国内外研究的评述
• 1.3 研究目标和主要研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第二章 研究材料与方法
• 2.1 试验区概况
• 2.1.1 岳阳站点概况
• 2.1.2 安庆站点概况
• 2.2 生物量法
• 2.2.1 样地设置
• 2.2.2 样地调查
• 2.2.3 生物量和碳贮量的计算方法
• 2.3 涡度相关法
• 2.3.1 通量数据采集
• 2.3.2 数据处理
• 2.3.3 生产力的计算方法
• 2.4 土壤呼吸和根系呼吸的测定
• 2.4.1 土壤呼吸的观测
• 2.4.2 根系呼吸的观测
• 第三章 结果与分析
• 3.1 环境因子、植被因子和土壤因子
• 3.1.1 环境因子
• 3.1.2 植被因子
• 3.1.3 土壤因子
• 3.1.4 小结
• 3.2 生态系统呼吸及其组分
• 3.2.1 生态系统呼吸
• 3.2.2 土壤呼吸
• 3.2.3 根系呼吸
• 3.2.4 小结
• 3.3 净生态系统碳交换量
• 3.3.1 净生态系统碳交换量的日变化
• 3.3.2 净生态系统碳交换量的季节变化
• 3.3.3 净生态系统碳交换量对环境因子的响应
• 3.3.4 净生态系统碳交换量的估算
• 3.3.5 小结
• 3.4 生物量法与涡度相关法测定结果的比较
• 3.5 两个通量站点之间的比较
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 4.3 展望
• 参考文献
• 在读期间的学术研究
• 致谢