江淮丘陵区马尾松林碳密度和碳储量研究

论文摘要

随着全球气候变暖,碳源／汇的研究成为国内外众多科学家关注的焦点,森林作为陆地生态系统最大的有机碳库,其碳蓄积量的任何增减,都可能影响到大气C02浓度的变化,对增加碳汇抵消C02排放、缓解温室效应具有重要的意义。本文以安徽滁州各林场选取的不同林龄、不同密度的马尾松人工林为研究对象,对其乔木层生物量和灌木层、草本层及枯枝落叶层生物量进行了测定和估算,建立了乔木层的生物量模型,测定了林分乔木层各器官含碳率和灌木层、草本层、枯落物以及土壤含碳率,研究了马尾松人工林生态系统生物量及碳密度的分布特征,旨在了解该地区马尾松林碳汇的功能,为区域尺度森林生态系统碳汇功能和碳循环的研究提供基础数据和科学依据。主要结论如下：1.建立了乔木层及各器官的生物量回归模型W=aDb,结果表明：马尾松林分平均生物量为141.99t/hm2,乔木层生物量最大,为140.09 t/hm2,占整个林分生物量的98.67%,乔木层生物量以树干为主,树干生物量占乔木层总生物量的65.31%；灌木层生物量为0.36t/hm2,草本层生物量为0.09 t/hm2,枯枝落叶层生物量为1.45 t/hm2,各层次所占生物量比例大小顺序为乔木层>枯枝落叶层>灌木层>草本层；乔木层生物量随着林龄的增加而增长,灌草层生物量因乔木层郁闭度的增加而减少。随着林龄的增加,马尾松林径级为8～12cm的株数最多,占林分的27.77%,但其生物量只占林分的8.97%,78.36%的生物量由径级12～28cm的马尾松构成。2.乔木层不同器官含碳率存在差异,差异显著。乔木层平均含碳率为50.04%,各器官含碳率排列顺序为：树叶>树枝>树干>树皮>树根,灌木层含碳率平均为37.77%,草本层平均为36.69%,枯枝落叶层平均为40.38%,不同年龄的马尾松林林乔木层、灌木层、草本层和枯枝落叶层含碳率存在显著差异；乔木层平均含碳率随林龄的增大而增大,灌木层、草本层和枯枝落叶层含碳率未表现出随年龄的一致变化,各林龄林分中含碳率大小都表现为：枯枝落叶层>灌木层>草本层；粗根的平均含碳率最高,平均为47.90%,细根的平均含碳率最低,平均为41.61%,根兜的平均含碳率为43.21%,按含碳率从小到大的顺序表现为粗根>根兜>细根。各层土壤含碳率在0.32%-3.50%之间,存在显著差异,A层平均含碳率为2.06%,B层平均含碳率为0.99%,C层平均含碳率为0.57%；土壤含碳率随着土壤深度的增加逐渐下降,随着林龄的增大而增大。3.马尾松林生态系统的碳密度平均为130.55 t/hm2,随着林龄的增大而增大,乔木层碳密度为70.07 t/hm2,占生态系统碳密度的53.67%,其占整体比重也随着林龄的增长呈增长趋势；土壤层碳密度平均为53.38 t/hm2,占生态系统碳密度的40.89%,A层的平均碳密度为20.78 t/hm2,B层的平均碳密度为17.24 t/hm2,C层的平均碳密度为15.36 t/hm2,土壤碳密度随林龄增大总体呈增长趋势,乔木层和土壤层是两大主要碳库；灌木层碳密度平均为1.16 t/hm2,草本层碳密度平均为0.29 t/hm2,枯枝落叶层碳密度平均为5.65 t/hm2,枯枝落叶层占林下碳密度的79%多,是马尾松林下的主要碳库；随着林分密度的增大,乔木层碳密度占总体的百分比呈下降趋势,土壤层和枯枝落叶层碳密度的百分比则呈增大的趋势。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 森林生物量研究概况
• 1.3.1 国内外研究概况
• 1.3.2 生物量研究方法
• 1.4 森林碳储量研究概况
• 1.4.1 国内外研究概况
• 1.4.2 碳储量研究方法
• 1.4.3 森林碳储量的空间分布格局
• 1.5 森林生态系统碳库的功能作用
• 1.5.1 森林碳库的系统功能作用
• 1.5.2 枯落物碳库的功能作用
• 1.5.3 土壤有机碳库的功能作用
• 1.6 马尾松的分布及特性
• 1.6.1 马尾松的分布
• 1.6.2 马尾松的特性
• 2 研究地区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 气候
• 2.3 地质地貌
• 2.4 森林资源
• 3 研究方法
• 3.1 样地的选择与设置
• 3.2 生物量测定
• 3.2.1 乔木层生物量的测定
• 3.2.2 林下植被和枯落物生物量的测定
• 3.3 土壤样品采集与处理
• 3.4 碳储量测定方法
• 3.4.1 植物样品含碳率测定
• 3.4.2 土壤含碳率测定
• 3.5 数据估算
• 3.5.1 马尾松林碳密度计算
• 3.5.2 变异系数计算
• 4 结果与分析
• 4.1 马尾松林的生物量
• 4.1.1 马尾松胸径树高方程的建立
• 4.1.2 生物量回归模型的建立
• 4.1.3 乔木层生物量及分配
• 4.1.4 林分的生物量结构
• 4.2 马尾松林各组分的含碳率
• 4.2.1 马尾松林乔木层各器官的含碳率
• 4.2.2 马尾松林根系各组分含碳率
• 4.2.3 马尾松林灌草层和枯落物层的含碳率
• 4.2.4 马尾松林土壤的含碳率
• 4.3 马尾松林各组分的碳密度
• 4.3.1 马尾松林乔木层碳密度及各器官分配
• 4.3.2 马尾松林灌草层和枯枝落叶层碳密度及分配
• 4.3.3 马尾松林土壤碳密度及分配
• 4.3.4 马尾松林生态系统碳密度及分配
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 详细摘要
• Abstract