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江淮地区沟叶结缕草生态系统碳循环特征研究

作　者: 高康
导　师: 董召荣
学　校: 安徽农业大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 碳循环生长年限生长环境沟叶结缕草土壤呼吸净固碳量
分类号: S688.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

为探讨江淮城市草坪生态系统碳汇-源平衡特征，对合肥城市地区生长一年、三年、五年草地和五年水泽地、林荫地沟叶结缕草草坪进行一年的大田试验测定，研究结果表明：1沟叶结缕草0²0cm的平均土壤有机碳和碳密度随着年限的增长而显著增加，其中一年生、三年生、五年生的有机碳分别为5.83、6.42、10.25g/kg而有机碳密度分别为1.60、1.54、3.12kg/m²。空白土壤、五年生水泽地、林荫地0²0cm的平均土壤有机碳和碳密度分别为5.02、5.77、11.22g/kg和1.42、1.80、2.55kg/m²。比较发现，林荫地草坪的土壤有机碳和有机碳密度最大。此外，所有处理土壤SOC含量和密度均随着土壤土层厚度的加深而减少。2一年生、三年生、五年生的沟叶结缕草植被单位面积重量分别为0.50、0.97、1.53kg/m²，而植被碳储量分别为0.23、0.50、0.74kg/m²。水泽地、林荫地、草地的植被单位面积重量和植被碳储量为1.22、0.86、1.53kg/m²和0.67、0.58、0.74kg/m²。植被单位面积重量和碳储量随草坪种植年限的增长而显著增加。五年生的草地、水泽地、林荫地的草坪植被碳储量差异不显著，地下部分植被碳储量差异不显著，地上植被碳储量差异显著。各样地之间草坪碳储量依次为草地＞林荫地＞水泽地。3通过对各样地草坪土壤呼吸速率的全年测定，证实土壤呼吸速率变化具有很明显的季节性，草坪土壤呼吸速率在夏秋两季达到最大值且差异性显著，在春冬两季差异性不明显，最低值一般出现在冬季。土壤呼吸的最高日均值出现在夏季五年生草地(14.40μmol·m^-2·s^-1)，最低为冬季一年生草地(0.64μmol·m^-2·s^-1)，各样地年呼吸速率和日呼吸速率呈单峰曲线形式变化。土壤呼吸速率与地表气温之间呈显著的指数关系。土壤空隙相对湿度和地表温度对土壤呼吸具有协同作用，土壤呼吸与相对湿度的相关系数随年限的增长而下降，生长初期的土壤呼吸速率主要受土壤空隙相对湿度影响，生长后期则主要受土壤地表温度影响。4沟叶结缕草草坪CO2在全年各月份的排放量具有一定的差异性，最大值为7月份五年生草地（0.402kg/m²），最小值为2月份空白地（0.006kg/m²）。各样地草坪的排放量呈现出夏秋季高，春冬季低。水泽地在梅雨季节的排放量要低于林荫地，其他月份高于林荫地。各样地年排放量最大值为五年生草地（2.13kg/m²），最小值为空白土壤（0.49kg/m²）。综合土壤有机碳、植被碳储量和CO2年排放量，草地、林荫地、水泽地的年净固碳量分别为0.13、0.55、0.83kg/m²，在城市碳循环系统中行使碳汇功能，但随着种植年限的增长固碳能力存在不确定性。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 文献综述  9-15
  1.1 生态系统的碳循环研究  9-11
    1.1.1 森林生态系统碳循环研究  9-10
    1.1.2 草地生态系统的碳循环研究  10
    1.1.3 水生态系统碳循环研究  10-11
    1.1.4 城市绿地生态系统CO2通量研究  11
  1.2 草坪土壤碳吸存能力研究  11-13
    1.2.1 土壤有机碳密度  11-12
    1.2.2 植被有机碳密度  12-13
  1.3 碳释放能力各影响因子  13-15
    1.3.1 土壤呼吸与地表温度的相关性  13
    1.3.2 土壤呼吸与空气湿度的相关性  13-14
    1.3.3 甲烷排放和其相关性  14-15
2 引言  15-16
  2.1 研究目的和意义  15
  2.2 研究内容  15-16
3 材料与方法  16-20
  3.1 试验基地  16
  3.2 实验室仪器  16
  3.3 供试品种  16
  3.4 试验设计  16-17
    3.4.1 样地布置  16-17
    3.4.2 技术路线图  17
  3.5 测定项目与方法  17-19
    3.5.1 草坪草土壤呼吸特征  17-18
    3.5.2 草坪草地表甲烷气体测定  18
    3.5.3 草坪草土壤有机碳测定  18
    3.5.4 草坪草植株含碳量测定  18
    3.5.5 草坪土壤CO2日排放量、年排放量及净固碳量估算  18-19
  3.6 数据处理与统计分析  19-20
4 结果与分析  20-42
  4.1 草坪碳吸存能力测定和比较  20-24
    4.1.1 不同生长年限下草坪土壤SOC含量的比较  20
    4.1.2 不同环境下草坪土壤SOC含量的比较  20-21
    4.1.3 不同生长年限及不同环境下草坪土壤容重和有机碳密度的比较  21-22
    4.1.4 不同生长年限及环境下草坪生物量的比较  22-23
    4.1.5 不同生长年限及环境下草坪碳储量比较  23-24
  4.2 草坪土壤呼吸的日动态变化、季节变化及年动态变化  24-31
    4.2.1 不同生长年限草坪土壤呼吸比较  24-27
    4.2.2 不同生长环境草坪土壤呼吸比较  27-29
    4.2.3 不同生长年限草坪的日土壤呼吸均值比较  29-30
    4.2.4 不同生长环境下草坪的日土壤呼吸均值比较  30-31
  4.3 草坪甲烷浓度和释放速率  31-34
    4.3.1 生长年限对于草坪土壤甲烷浓度季节变化特征的影响  31
    4.3.2 不同生长环境对于草坪土壤甲烷浓度季节变化特征的影响  31-32
    4.3.3 生长年限对草坪土壤甲烷释放速率季节变化特征的影响  32
    4.3.4 不同生长环境对草坪土壤甲烷释放速率季节变化特征的影响  32-34
  4.4 草坪碳排放影响因素  34-39
    4.4.1 温度影响  34-35
    4.4.2 湿度影响  35-39
  4.5 草坪日排放量，年排放量以及净固碳量  39-42
    4.5.1 不同年限和环境下草坪碳释放量  39-40
    4.5.2 不同年限和环境下沟叶结缕草的单位面积碳储量和碳释放量  40
    4.5.3 不同年限和环境下沟叶结缕草的净固碳量  40-42
5 结论与讨论  42-47
  5.1 草坪土壤有机碳储量特征  42
  5.2 草坪植被碳库特征  42-43
  5.3 土壤呼吸变化特征  43-44
  5.4 甲烷排放特征  44
  5.5 土壤呼吸相关性特征  44-45
  5.6 沟叶结缕草生态系统碳“源-汇”平衡  45-47
参考文献  47-51
致谢  51-52
作者简介及攻读硕士期间发表论文  52

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