本文關鍵詞：長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預估，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京林業(yè)大學》 2013年

長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預估

馬煒  

【摘要】：森林作為全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是陸地碳循環(huán)最重要的碳庫。人工林是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成類型,是目前陸地碳匯增長最主要的媒介之一。對于人工林而言,掌握其生態(tài)系統(tǒng)碳累積現(xiàn)狀及時空分布規(guī)律,據(jù)此評價并預測林分生長發(fā)育的動態(tài)過程,能為林分進行科學合理的經(jīng)營管理提供依據(jù)。本研究以黑龍江小興安嶺地區(qū)朗鄉(xiāng)林業(yè)局東折棱河林場的長白落葉松(Larix olgensis Henry.)人工林為研究對象,在多年積累的樣地調查、標準木解析、生物量實測數(shù)據(jù)和含碳率測定數(shù)據(jù)的基礎上,應用美國森林資源清查與監(jiān)測體系(FIM)下圓形整群樣地的抽樣設計方法進行野外調查,測定了長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度。同時,在充分解析美國森林植被模擬系統(tǒng)(FVS)及其林火與可燃物擴展模型(FFE)基礎上進行本土化,嵌入長白落葉松林分生長與收獲模型,設定相關參數(shù)值,調校相關調整系數(shù),模擬了人工經(jīng)營措施下長白落葉松人工林的生長過程,并有效地預估了生物量和生態(tài)系統(tǒng)碳密度。本研究主要得到以下結論： (1)長白落葉松人工林生物量的估算和碳密度的計算。根據(jù)野外調查和實測數(shù)據(jù),基于相對生長法建立高預估精度的生物量模型進行植被生物量的估算,基于殘體蓄積通過體積密度和腐爛率轉化計算殘體生物量,得到長白落葉松人工林群落生物量為202.843t.hm-2,包括植被活生物量156.704t·hm-2和殘體死生物量46.139t·hm-2,其中喬木生物量136.225t·hm-2,所占比例達67.16%,占據(jù)絕對優(yōu)勢。同時,測定生物量不同器官組分的含碳率值,得到長白落葉松群落的平均含碳率為45.8%,其中喬木(47.6%)、枯立木(44.6%)、林下植被(44.1%)、木質殘體(41.2%)和凋落物(37.4%)。測定得到土壤平均有機碳含量為19.538g·kg-1。最終研究認為長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度隨林齡增加而增大,空間分布序列是：土壤(91.847tC·hm-2)植被(74.451tC·hm-2)殘體(19.029tC·hm-2),平均為185.327tC·hm-2。長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)年均凈固碳量為5.021tC·hm-2·yr-1,喬木的年均凈固碳量為3.479tC·hm-2·yr-1。 (2) FFE-FVS系統(tǒng)基本參數(shù)、生長與收獲模型和生物量估算方法的確定。本研究生成了研究地長白落葉松人工林的位置、林分數(shù)據(jù)和樣木數(shù)據(jù)三個主要文件,編制了地位指數(shù)表和合理經(jīng)營密度表,為FFE-FVS系統(tǒng)的運行提供地位指數(shù)、林分密度指數(shù)和樹冠競爭因子等參數(shù)。構建了包括“胸徑-樹高”模型,樹皮因子模型,胸徑、樹高和樹冠生長模型,林分死亡率模型以及材積模型7個模型在內的長白落葉松生長與收獲模型體系。在FFE-FVS系統(tǒng)中,確定可基于樹干、干材、樹枝、樹冠和樹根等器官組分生物量方程的喬木生物量估算方法,林下植被生物量以林齡來估算,由林分死亡率模型模擬產(chǎn)生的枯立木的生物量依據(jù)材積并通過腐爛率和體積密度轉化得到,活立木樹冠凋落、枯立木破損倒落和剩余物堆積物是粗細木質物等殘體生物量來源,凋落物中L層生物量為每年所有植被凋落葉的總和,而凋落物D層生物量則為各種殘體及凋落物L層經(jīng)分解損失的部分。最終,將長白落葉松生長與收獲模型體系與生物量估算方法嵌入FFE-FVS系統(tǒng),經(jīng)不斷試運行和調試,實現(xiàn)了FFE-FVS系統(tǒng)的本土化。 (3)應用本土化FFE-FVS系統(tǒng)模擬林分生長以及預估森林生物量和碳密度�；跐h化的SUPPOSE窗口操作界面,以現(xiàn)實長白落葉松人工林林分為例,檢驗FFE-FVS系統(tǒng)模擬林分生長的結果,通過生長量調整系數(shù)來調整胸徑和樹高與實測值存在的差異,保證較好的模擬精度。根據(jù)對長白落葉松人工林的實際經(jīng)營管理,利用FFE-FVS系統(tǒng)模擬林分的生長發(fā)育過程,研究認為30%強度、間隔期為10年的下層疏伐是最適合當?shù)亻L白落葉松人工林的措施。模擬得到的生物量預估值與實測值差異不大,增長趨勢基本一致。最終,計算得到的長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度預估值與實測值接近,土壤(46.61%)植被(42.62%)殘體(10.77%)的空間分布序列也與實測結果相近,模擬效果良好。本研究實現(xiàn)了FFE-FVS系統(tǒng)在人工經(jīng)營措施干擾下的對長白落葉松人工林林分生長的模擬和對生態(tài)系統(tǒng)碳密度的連續(xù)性動態(tài)預估。 本研究依據(jù)國內首次引進的美國FIM圓形整群樣地技術,提出細致可行的野外調查方法和規(guī)范的基礎數(shù)據(jù)處理過程,保證了碳密度預估的精確性和可信度。同時,構建的針對小興安嶺地區(qū)長白落葉松的FFE-FVS系統(tǒng)在模擬林分生長時運行順暢,輸出的報表內容豐富、直觀,具有可行性、準確性和實用性的特點,能夠滿足并能指導人工林的生產(chǎn)經(jīng)營,并預估生物量和碳密度。本研究擴充了小興安嶺地區(qū)長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)生物量和碳密度研究的基礎資料,對其它人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度的現(xiàn)狀和動態(tài)預估的研究具有重要的借鑒作用,以期為逐步為完善我國生物量和碳儲量監(jiān)測體系提供參考。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S718.5
【目錄】：

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5 潘勇軍;樟樹人工林生態(tài)系統(tǒng)多環(huán)芳烴（PAHs）積累與分布特征研究[D];中南林學院;2005年

6 龐勇;星載SAR干涉測量林分平均高估測研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2000年

7 王鶴松;華北石質山區(qū)典型人工林土壤呼吸特征的研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2007年

8 張舒;溫度和水分對中亞熱帶人工林生態(tài)系統(tǒng)呼吸的調控[D];南京信息工程大學;2012年

9 舒娛琴;基于林分生長規(guī)律的虛擬森林環(huán)境的構建研究[D];武漢大學;2004年

10 石聰;徐州側柏人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量影響因素研究[D];南京林業(yè)大學;2012年

  本文關鍵詞：長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：203048