【摘要】：人工林的發(fā)展對于碳封存和減緩氣候變化具有重要作用,是維持區(qū)域甚至全球范圍內碳平衡的關鍵生態(tài)系統(tǒng)之一。然而,人工林固碳受到多種環(huán)境和生物因的影響,如林齡、土壤類型、管理歷史、地質、地形等。馬尾松(Pinusmassoniana)人工林是中國南方主要的人工林類型之一,但對不同林齡馬尾松人工林碳儲量動態(tài)關注不夠。因此,選擇一個年齡序列的馬尾松人工林(1年生、3年生、5年生、7年生、9年生、15年生、21年生、27年生、33年生和39年生),采用相對生長模型估算生物量動態(tài)。同時,在每個年齡階段馬尾松人工林選擇1個100 m*100 m樣地,在樣地內選擇3個20*20 m樣方原位采集植物根莖葉和不同層次(0-10 cm、10-30 cm和30-100 cm)土壤,分析植物碳和氮含量,土壤有機碳和全氮、可溶性碳(DOC)和氮(DON)以及微生物生物量碳和氮。同時在5個5*5 m小樣方和1*1m小樣方內分別收集灌木和草本以及地表凋落物。研究結果表明:隨著林齡的不同,馬尾松人工林生物量為0.45到265.3 t·ha-1,其中馬尾松樹木生物量為5.01到7.67 t.ha-1,而草本層和灌木層為2.18到5.09 t·ha-1。馬尾松、灌木和草本植物組分碳濃度C分別為49.3%,39.7%和41.6%.地上部分碳儲量占馬尾松和灌層的80.2%,馬尾松和灌木的根冠比平均為0.22和0.59.植物碳氮儲量隨著林齡的增加而顯著增加(p0.05),但積累率的變化顯著降低(p0.05).每年馬尾松碳吸存率隨著林齡的增加顯著增加但灌層和草本層西村率顯著降低。土壤有機碳和全氮含量隨著土層深度的增加而降低但隨著林齡的增加而增加,盡管土壤有機碳和全氮儲量隨林齡和土層深度的增加而增加。整個馬尾松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量隨著林齡的增加顯著增加,從1年生的189.1 t·ha-1到27年生的391.7 t·ha-1.其中礦質土壤層、植被和凋落物層碳儲量分別占整個生態(tài)系統(tǒng)79.5%、19.9%和0.6%.39年生馬尾松人工林碳儲量是1年生碳儲量的2倍,充分說明了幼林到成熟林的過程具有顯著的碳積累.馬尾松人工林擁有約282.9 t·ha-1的碳儲存能力,預計可以吸存1037.3 t·ha-1C02,可以被認為是一個重要的碳匯。土壤可溶性碳氮隨著土層的增加而顯著降低,0-10 cm、10-30 cm和30-100 cm 土層分別約為484.4 mg/kg、353.5 mg/kg和264.6 mg/kg�？扇苄蕴己涂扇苄缘哂泻芎玫南嚓P性,0-10 cm、10-30 cm 和 30-100 cm 土層 DOC/TOC 和分別為 0.14、0.13 和 0.26,DON/TN比例為0.34、0.37和0.62.微生物生物量碳含量隨著林齡的增加而增加,但微生物生物量氮含量降低。微生物生物量碳氮占土壤碳氮比隨著林齡的和土層深度的增加而增加,0-10cm、10-30 cm 和 30-100 cm 土層 MBC-C 增加了 1.72%、1.94%和 2.61%,而MBN-N增加了 3.31%、3.93%和4.32%.林齡、土壤含水量、土壤C/N比和碳密度是影響土壤微生物生物量的主要因子.綜上所述,1)林齡通過控制馬尾松人工林光合作用等生理過程改變生物量的積累和碳吸存;2)成熟林有利于碳氮固定過程,而幼齡林有利于礦化過程;3)土壤微生物在養(yǎng)分循環(huán)具有重要作用,并且參與了碳吸存過程,預計可吸存4.1 t·ha-1碳,約合15.2 t·ha-1 CO2;4)土壤pH和含水量影響了可溶性有機質的積累,地表凋落物的輸入顯著影響可溶性有機質的含量。這些結果意味著評估和管理生態(tài)系統(tǒng)碳或其他元素循環(huán)過程中應充分考慮人工林林齡的重要性,也為馬尾松及相似人工林的可持續(xù)發(fā)展及其應對氣候變化提供了重要的科學依據。
【學位授予單位】：四川農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S718.5

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本文編號：2723195