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若尔盖高寒沼泽生态系统碳储量研究

作　者: 马琼芳
导　师: 崔丽娟
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 生态学
关键词: 若尔盖高寒沼泽生物量碳密度碳储量
分类号: X171
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

准确探讨物种多样性和生产力之间的相关关系，将有利于认识生物多样性的维持机制；研究生物量大小及其影响因素，阐明地上生物量与地下生物量的分配机制，将有助于预测生态系统对全球气候变化的响应；准确估算土壤有机碳库，分析其影响因素，将有助于探索全球气候变化与陆地生态系统碳循环之间的相互影响和反馈机制。我们于2011-2012年在若尔盖高寒沼泽调查了32处样地，收集了植被样方数据、生物量数据、土壤碳氮等理化性质数据和水位等实测数据，结合研究区高程数据、同时期的TM遥感影像数据、以及若尔盖高寒沼泽分布区及其周边共12个气象站点1971－2000年共30年的年平均降水量和年平均温度数据，借助相关分析、方差分析、CCA分析、RDA分析和Ⅱ类回归等经典的统计方法和克里格插值等地学统计手段，研究了若尔盖高寒沼泽物种丰富度与生产力的相关关系、生物量大小分配机制及其影响因素、土壤碳库及其影响因素。主要结果如下：(1)若尔盖高寒沼泽中共有147个种植物，隶属于39科98属。随地表积水的减少，多样性指数基本呈增加趋势。水分和土壤养分条件是影响物种分布的主导因子，其次是裸斑面积及啮齿动物活动。在样地水平上，若尔盖高寒沼泽物种丰富度与地上生物量没有相关关系。(2)若尔盖高寒沼泽地上、地下和总生物量分别为367.05、3680.36和4048.01g/m2，若尔盖高寒沼泽地上、地下和总生物量由西北向东南递减，随着温度、降水的增加而减少，随水分含量和养分含量的增加而增加。地形因子对样地生物量的水平分布没有影响，但微地形能改变生物量的空间差异。地上—地下生物量之间存在显著的异速生长关系，支持相关生长假说。(3)若尔盖高寒沼泽土壤有机碳密度为140.67(76.89-275.75) kg/m2(2m)，生态系统总碳储量(2m)为392.72Tg，其中，生物量碳库占总碳储量的1.3%。国家尺度上的研究过大估计了若尔盖高寒沼泽土壤有机碳库的大小，资料来源、样本容量、估算方法等因素的差异是造成碳储量估算不确定性的主要原因。(4)若尔盖高寒沼泽和北极苔原生态系统具有相似的浅植物根系垂直分布机制、相近的根冠比值和较大土壤碳密度大小，可能与较低的温度和降水和较强的紫外线有关。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
表目录  12-13
图目录  13-14
第一章绪论  14-29
  1.1 国内外研究进展  14-27
    1.1.1 湿地碳储量估算方法  15-24
    1.1.2 影响碳储量估算结果的因子  24-26
    1.1.3 若尔盖高寒沼泽生态系统研究现状  26-27
  1.2 本研究目的及意义  27-29
第二章研究区概况与研究方法  29-41
  2.1 研究区概况  29-32
    2.1.1 地貌特征  29-30
    2.1.2 气候特征  30-31
    2.1.3 植被和土壤特征  31-32
  2.2 样地设置  32
  2.3 野外调查与采样  32-33
  2.4 内业处理  33-34
    2.4.1 植物生物量测定  33
    2.4.2 土壤容重和土壤含水率测定  33-34
    2.4.3 土壤养分含量测定  34
  2.5 其它数据  34
    2.5.1 遥感影像  34
    2.5.2 高程数据  34
  2.6 数据分析  34-41
    2.6.1 物种多样性指数计算  34-35
    2.6.2 物种多样性与环境因子的关系  35-36
    2.6.3 生物量的遥感估算  36-37
    2.6.4 地下生物量的垂直分布模型  37-38
    2.6.5 地上地下生物量的相关关系  38
    2.6.6 生物量与环境因子的关系  38-39
    2.6.7 植被和土壤碳密度计算  39
    2.6.8 土壤碳密度垂直分布  39
    2.6.9 土壤有机碳密度与环境因子的相关关系  39-40
    2.6.10 遥感图像分类  40-41
第三章若尔盖高寒沼泽植物群落物种多样性及其与地上生物量的关系  41-54
  3.1 研究结果  41-49
    3.1.1 主要植物群落物种组成  41-43
    3.1.2 不同植物群落的物种多样性  43-45
    3.1.3 不同积水条件群落多样性  45
    3.1.4 植物群落与环境因子的关系  45-48
    3.1.5 物种多样性与水位、土壤养分的关系  48
    3.1.6 物种多样性与地上生物量的关系  48-49
  3.2 讨论与结论  49-53
    3.2.1 水位对若尔盖高寒沼泽植物群落多样性的影响  49-50
    3.2.2 若尔盖高寒沼泽植物群落物种多样性与土壤养分的关系  50-51
    3.2.3 啮齿动物活动与植物群落的关系  51
    3.2.4 物种丰富度与地上生物量的关系  51-53
  3.3 小结  53-54
第四章若尔盖高寒沼泽植物生物量大小分布及分配  54-71
  4.1 结论和讨论  54-69
    4.1.1 若尔盖高寒沼泽生物量  54-56
    4.1.2 高寒沼泽生物量的水平分布  56-58
    4.1.3 地下生物量的垂直分布  58-61
    4.1.4 地上-地下生物量的分配格局  61-66
    4.1.5 生物量与环境因子的关系  66-69
  4.2 小结  69-71
第五章若尔盖高寒沼泽土壤有机碳密度、垂直分布及控制因素  71-82
  5.1 研究结果  71-78
    5.1.1 土壤有机碳密度的大小  71-72
    5.1.2 土壤有机碳含量和有机碳密度的垂直分布  72-75
    5.1.3 土壤有机碳密度与环境因子的关系  75-78
  5.2 讨论  78-80
    5.2.1 土壤有机碳密度  78-79
    5.2.2 沼泽土壤有机碳密度的垂直分布  79-80
    5.2.3 土壤有机碳密度的影响因素  80
  5.3 小结  80-82
第六章若尔盖高寒沼泽生态系统碳储量组成  82-88
  6.1 研究结果  82-84
    6.1.1 若尔盖高寒沼泽遥感面积  82-83
    6.1.2 若尔盖高寒沼泽碳储量组成  83-84
  6.2 讨论  84-87
    6.2.1 若尔盖高寒沼泽面积  84-85
    6.2.2 沼泽生态系统碳储量  85-87
  6.3 小结  87-88
第七章主要结论  88-91
参考文献  91-114
附录  114-120
  若尔盖高寒沼泽植物名录  114-119
  生物量与自变量相关关系  119-120
在读期间发表的学术论文  120-121
致谢  121

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