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中亚热带三种人工林生态系统碳贮量及土壤呼吸研究

作　者: 尉海东
导　师: 马祥庆
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林培育
关键词: 中亚热带碳贮量碳平衡土壤呼吸人工林
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

森林生态系统碳循环是全球碳循环的一个重要组成部分,其对全球碳循环的影响是近年来人们关注的焦点之一。随着近年来天然林资源的减少,人工林面积不断增加,人工林在森林生态系统中占有越来越重要的地位,中国现有人工林保存面积已达到5300多万公顷,居世界之首。但目前有关人工林生态系统碳循环的研究不多,特别是我国中亚热带地区人工林生态系统碳循环研究资料更少,限制了对我国中亚热带人工林生态系统碳汇/源的准确评估。因此进行我国中亚热带人工林生态系统碳循环研究已成为当前全球气候变化研究中急需解决的重大课题。有鉴于此,本研究选择中亚热带主要的三种人工林类型（杉木人工林、马尾松人工林和楠木人工林）,通过测定不同发育阶段三种主要人工林乔木层各器官、林下植被层、凋落物层和土壤层含碳率,结合各组分生物量和年净生产量,计算了3种人工林生态系统的碳贮量和年净固碳量;并采用静态箱式法,利用便携式CO₂分析仪对杉木、马尾松利楠木林的土壤呼吸动态及其与环境因子的关系进行系统研究;根据3种人工林的年净固碳量和土壤无根呼吸年释放量,计算了中亚热带3种主要人工林类型的碳平衡通量,为准确评估我国中亚热带人工林生态系统的碳汇能力提供科学依据。主要研究结果如下: 1.通过对不同发育阶段杉木人工林、马尾松人工林和楠木人工林各组分含碳率的分析测定,发现乔木层各器官（叶、枝、干、皮和根）、凋落物层、林下植被层和土壤层（0～100cm）含碳率在不同发育阶段和不同树种林分之间均存在差异。乔木层不同器官含碳率亦存在差异,各器官含碳率大小排序因林分、发育阶段不同而有所不同。土壤层含碳率在垂直方向上表现为随土层深度的增加而降低,不同土层含碳率差异达显著水平（p<0.05）,且相邻士层以0～20cm和20～40cm的差异最为显著,同一土层土壤含碳率表现出了随林龄增大而增大的趋势,在不同树种林分间表现为:楠木人工林>杉木人工林>马尾松人工林,而且随着土层加深差异逐渐减小,到100cm时差异基本消除。 2.中亚热带3种人工林生态系统碳贮量总体表现出随林龄增加而增大的趋势,在同一发育阶段3种人工林生态系统碳贮量表现为:楠木人工林>杉木人工林>马尾松人工林,但林下植被层碳贮量则表现出不同的变化规律;土壤层碳贮量在生态系统碳贮量中的比例表现为随林龄增大而降低的趋势;而乔木层碳贮量在总碳贮量中的比重随林龄增大而

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摘要  7-10
Abstract  10-13
前言  13-14
1 国内外森林生态系统碳循环研究进展  14-20
  1.1 森林生态系统碳贮量  14-17
    1.1.1 森林植被碳贮量  14-16
    1.1.2 森林土壤碳贮量  16-17
  1.2 森林土壤呼吸研究进展  17-19
    1.2.1 土壤呼吸的概念  17
    1.2.2 土壤呼吸的时空变异性  17
    1.2.3 影响土壤呼吸的因子  17-19
  1.3 森林生态系统碳平衡  19-20
2 试验地概况  20-21
3 研究方法  21-25
  3.1 样地设置  21-22
  3.2 中亚热带三种人工林生物量测定  22
    3.2.1 乔木层生物量及年净生产力测定  22
    3.2.2 林下植被生物量及凋落物现存量测定  22
    3.2.3 年凋落量测定  22
  3.3 中亚热带三种人工林土壤呼吸测定  22-23
    3.3.1 土壤呼吸测定  22-23
    3.3.2 土壤无根呼吸测定  23
  3.4 植株及土壤含碳率测定  23
    3.4.1 植株样品含碳率测定  23
    3.4.2 土壤样品含碳率测定  23
  3.5 人工林生态系统碳贮量及年净固碳量计算  23-24
    3.5.1 植被层碳贮量及年净固碳量计算  23-24
    3.5.2 土壤层碳贮量计算  24
  3.6 人工林土壤异养呼吸年释放量计算  24
  3.7 人工林生态系统碳平衡计算  24
  3.8 数据统计方法  24-25
4 结果与分析  25-63
  4.1 中亚热带三种人工林生态系统各组分含碳率研究  25-31
    4.1.1 三种人工林乔木层各器官含碳率  25-27
    4.1.2 三种人工林林下植被层和凋落物层含碳率  27-28
    4.1.3 三种人工林土壤含碳率  28-31
  4.2 中亚热带三种人工林生态系统各组分碳贮量研究  31-35
    4.2.1 三种人工林乔木层碳贮量  31-33
    4.2.2 三种人工林林下植被层碳贮量  33
    4.2.3 三种人工林现存凋落物碳贮量  33-35
    4.2.4 三种人工林土壤碳贮量  35
  4.3 中亚热带三种人工林生态系统总碳贮量及其分配研究  35-38
  4.4 中亚热三种人工林年净固碳量研究  38-42
  4.5 中亚热带三种人工林土壤呼吸研究  42-57
    4.5.1 三种人工林土壤呼吸动态  42-45
    4.5.2 三种人工林土壤呼吸与温度的关系  45-50
    4.5.3 三种人工林土壤呼吸与土壤水分的关系  50-53
    4.5.4 土壤呼吸速率与温度和土壤含水量综合作用的相关关系  53-57
  4.6 中亚热带三种人工林生态系统碳平衡研究  57-63
    4.6.1 三种人工林土壤无根呼吸年释放量计算  57-58
    4.6.2 三种人工林生态系统碳平衡  58-63
5 讨论  63-67
  5.1 中亚热带三种人工林含碳率  63
  5.2 中亚热带三种人工林生态系统碳贮量  63-65
  5.3 中亚热带三种人工林土壤呼吸  65-67
  5.4 中亚热带三种人工林生态系统碳平衡  67
6 结论  67-70
参考文献  70-75
致谢  75

中亚热带三种人工林生态系统碳贮量及土壤呼吸研究

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