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崇明岛不同年龄水杉人工林生态系统特点及其碳储量估测

作　者: 肖春波
导　师: 刘春江
学　校: 上海交通大学
专　业: 园林植物与观赏园艺
关键词: 水杉人工林发育阶段碳储量土壤生物量凋落物叶面积指数
分类号: S791.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

全球气候变化和如何减少碳排放已成为目前研究的热点问题。森林生态系统是陆地生态系统的主体,在全球碳循环中具有重要意义。随着许多国家人工林大规模的营造,人工林在森林资源中的比重逐渐增大,人工林生态系统的碳汇功能也因此越来越受到重视。崇明岛在过去的30年中陆续营造了大面积的水杉人工林,可以预见这些林分将在固碳减排、生态崇明岛建设中发挥重要作用。但水杉人工林生态系统碳汇特性和碳储量的研究较少,限制了对其林分碳储量和固碳潜力的准确评估。本文选择了8、15、30年生三个不同年龄阶段的水杉人工林,对其生态系统与碳汇有关重要性质、不同部分的碳储量进行了研究,得到以下主要结果:（1）水杉人工林在一年中8月份叶面积指数达到最大,8、15、30年生林分分别为2.30、2.70、2.50。在生长期的同一月份,不同年龄水杉人工林叶面积指数大小是15年>30年>8年生林分。8、15、30年生水杉林分每年的凋落物总量分别为1.04 t·hm^-2、2.67 t·hm^-2、3.87 t·hm^-2,且凋落物中落叶占90%以上。（2）土壤容重随土壤深度的增加呈现出先增加后降低的趋势;土壤pH值、全磷含量随土壤深度增加而降低,在同一土壤层次随着林龄的增加而增加。8、15、30年生林分土壤全氮在0-20cm土层含量分别为1.08 g·kg^-1、1.35 g·kg^-1、1.58 g·kg^-1,其余层次随土壤深度增加而降低,同一土壤层次全氮含量随林龄增加而增加。土壤全钾含量随土壤深度的增加先增加后降低,在同一土壤层,随着林龄的增加而增加。（3）8、15、30年生林分落叶和落枝的碳含量分别为47.35%、48.11%、47.67%和44.40%、44.86%、46.07%;林下植被和林下现存凋落物的碳含量分别为43.6%、40.1%、41.7%和42.6%、40.3%、38.6%;林下土壤0-20cm层次有机碳密度分别为10.28 g·kg^-1、11.63 g·kg-1、12.35 g·kg^-1 ;在垂直分布上,碳含量随土壤深度的增加而降低,同一土层碳含量随林分年龄的增加而提高。（4）8、15、30年生水杉人工林生态系统总碳储量分别为87.62 t·hm^-2、117.69 t·hm^-2和162.06 t·hm^-2,土壤层有机碳库所占比例平均为74%,乔木层平均为23%,林下地被层平均为1.1%,枯落物层平均为2%。在土壤层碳库中,0-20cm表层土壤的碳储量占土壤总碳储量的40%。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 前言  12-28
  1.1 森林生态系统与全球碳循环  12-13
  1.2 人工林的经营和碳汇功能  13-14
  1.3 森林叶面积指数  14-15
    1.3.1 国内外研究概况  14-15
    1.3.2 叶面积指数测定方法  15
  1.4 森林植被层碳储量  15-20
    1.4.1 国外研究状况  16-17
    1.4.2 国内研究概况  17-18
    1.4.3 森林植被层碳储量测定方法  18-20
  1.5 森林凋落物及碳流动  20-21
  1.6 森林枯落物层碳储量  21
  1.7 森林土壤理化性质和碳储量特点  21-25
    1.7.1 国外研究概况  22
    1.7.2 国内研究概况  22-23
    1.7.3 土壤有机碳储量的估算方法  23-25
  1.8 水杉人工林及其在碳汇林业经营中的意义  25-26
  1.9 研究目的  26-27
  1.10 技术路线  27-28
2 试验区概况和研究方法  28-33
  2.1 试验区概况  28-29
  2.2 研究方法  29-33
    2.2.1 样地选择  29
    2.2.2 土壤理化性质的测定  29-30
    2.2.3 叶面积指数的测定  30
    2.2.4 水杉林分叶枝凋落量及元素含量的测定  30-31
    2.2.5 土壤碳密度测定和碳储量估测  31
    2.2.6 林下植被和现存枯落物层碳储量的测定  31-32
    2.2.7 水杉乔木层生物量和碳储量估测  32-33
3 结果与分析  33-53
  3.1 水杉林分叶面积指数月动态变化  33-35
  3.2 水杉林分土壤有机碳密度及碳储量  35-36
  3.3 不同年龄水杉林土壤理化性质  36-44
    3.3.1 土壤容重  37-38
    3.3.2 土壤pH 值  38-39
    3.3.3 土壤全氮含量  39-40
    3.3.4 土壤有机碳、全氮及碳氮比的关系  40-42
    3.3.5 土壤全磷和全钾含量  42-44
  3.4 水杉林分乔木层生物量和碳储量  44-45
  3.5 水杉林乔木凋落物数量及元素含量  45-48
    3.5.1 水杉林分凋落物量、组成及季节变化  45-47
    3.5.2 水杉林分凋落物碳、氮元素含量  47
    3.5.3 水杉林凋落物碳、氮归还量  47-48
  3.6 林下植被和现存枯落物层的碳储量  48-50
    3.6.1 林下地被植物的生物量和碳储量  48-49
    3.6.2 林下现存枯落物层的生物量和碳储量  49-50
  3.7 不同年龄水杉人工林生态系统的碳储量  50-53
4 讨论  53-58
  4.1 叶面积指数与凋落物的动态变化关系  53-54
  4.2 不同年龄水杉人工林下土壤理化性质的变化  54-55
  4.3 不同年龄水杉人工林植被层碳储量差异  55-56
  4.4 不同年龄水杉人工林下现存凋落物碳、氮含量差异  56
  4.5 不同年龄水杉人工林生态系统土壤有机碳和总碳储量的变化  56-58
5 结论与建议  58-61
  5.1 结论  58-59
  5.2 建议  59-61
参考文献  61-68
致谢  68-69
攻读硕士期间已发表或录用的论文  69

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