本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)生物量、碳氮庫(kù)和碳固存特征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃土高原是我國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。主要突出的環(huán)境問(wèn)題是水土流失和植被退化。植被恢復(fù)和重建是防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的根本途徑。植被恢復(fù)重建技術(shù)主要為天然恢復(fù)和人工重建(即人工林種植)。為此國(guó)家在該區(qū)域開展了“三北”防護(hù)林工程、天然林保護(hù)工程和退耕還林還草等一系列重大生態(tài)工程。這些生態(tài)項(xiàng)目實(shí)施以來(lái),生態(tài)環(huán)境得到明顯改善;黃土丘陵區(qū)作為植被建設(shè)重點(diǎn)區(qū),也是重要的增匯潛力區(qū)。森林碳匯是當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn),且黃土丘陵區(qū)正面臨植被恢復(fù)后固碳氮現(xiàn)狀、速率與潛力評(píng)估的迫切實(shí)際需求。為此,本研究以黃土丘陵區(qū)為研究對(duì)象,選擇黃土丘陵區(qū)兩種典型的植被恢復(fù)方式下森林生態(tài)系統(tǒng)(自然恢復(fù)的頂級(jí)群落遼東櫟天然次生林和種植面積最大的刺槐人工林),利用固定樣地長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料、樣地清查和二次分析相結(jié)合的方法,分析了黃土丘陵區(qū)兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)生物量、碳氮庫(kù)和碳固存特征,旨在為定量評(píng)價(jià)當(dāng)?shù)丶邦愃频貐^(qū)乃至全國(guó)的森林固碳能力和養(yǎng)分循環(huán)研究提供科學(xué)依據(jù),對(duì)該區(qū)域植被恢復(fù)和生態(tài)補(bǔ)償具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)和戰(zhàn)略決策意義。本研究主要結(jié)論如下:(1)遼東櫟天然次生林和人工刺槐林總生物量分別為183.58和163.51 t ha-1。其中,喬木層生物量占總植被層的比例在遼東櫟和刺槐林中分別為84.74%和86.27%。遼東櫟林下植物種類和生物量較刺槐高。(2)遼東櫟天然林和人工刺槐林生態(tài)系統(tǒng)的植被碳密度分別為78.8和67.6 t ha-1,氮密度分別為1.47和2.79 t ha-1。刺槐林根系氮密度占喬木層的比例明顯高于遼東櫟林,表現(xiàn)出較好較好的氮固定能力。(3)土壤深層中仍有大量碳氮儲(chǔ)量。傳統(tǒng)0~100cm深度土層,遼東櫟和人工刺槐林有機(jī)碳密度分別為88.97和71.41 t ha-1,氮密度為8.14和7.04 t ha-1;0~200 cm土層有機(jī)碳密度為128.85和117.83 t ha-1,全氮密度為12.08 t ha-1、11.59 t ha-1,較0-100 cm土層高1/3左右,且在100~200 cm范圍內(nèi),土壤有機(jī)碳和全氮含量不隨深度變化而變化,而處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值。傳統(tǒng)測(cè)定土壤深度顯著低估了土壤層碳氮密度。(4)森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮絕大部分貯存于土壤中。遼東櫟天然次生林和人工刺槐林生態(tài)系統(tǒng)碳密度(以0~100 cm深度土層計(jì)算)分別為167.8和139.9 t ha-1,氮密度分別為13.5和14.4 t ha-1。而土層以0~200 cm計(jì)入,遼東櫟和刺槐林生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)碳密度分別為207.7和186.3 t ha-1。土壤全氮貢獻(xiàn)率遼東櫟和刺槐林分別為89.1和80.6%。刺槐林植被層氮密度明顯高于遼東櫟林,但是在土壤層尤其是表土層顯著低于遼東櫟林,總從整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)層面并未表現(xiàn)其固氮優(yōu)勢(shì)。(5)遼東櫟林植被層年固碳量顯著高于刺槐林,而固氮量卻顯著低于刺槐林。兩生態(tài)系統(tǒng)主要固氮主體為枯落物,印證了水土流失導(dǎo)致的枯落物積累效應(yīng)差是刺槐生態(tài)系統(tǒng)固氮優(yōu)勢(shì)不明顯的主要因素。(6)刺槐林生態(tài)系統(tǒng)凈碳固存表現(xiàn)為重要碳匯。遼東櫟林生態(tài)系統(tǒng)亦為碳匯。結(jié)果表明該區(qū)實(shí)行的退耕還林和天保工程對(duì)減緩CO2濃度上升有一定的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：生物量 碳氮庫(kù) 碳固存 森林生態(tài)系統(tǒng) 黃土高原
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S718.55
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-32
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 研究目的和意義15-16
• 1.3 森林生物量和固碳研究綜述16-29
• 1.3.1 森林生物量和碳庫(kù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-18
• 1.3.2 森林凈固碳研究進(jìn)展18-21
• 1.3.3 森林生物量及固碳估算方法21-28
• 1.3.4 NEP估算方法28-29
• 1.4 現(xiàn)階段存在的問(wèn)題29-30
• 1.4.1 生物量和碳儲(chǔ)量估算30
• 1.4.2 生態(tài)系統(tǒng)凈固碳力30
• 1.4.3 生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)量氮儲(chǔ)量及固氮?jiǎng)討B(tài)30
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容30-32
• 第二章 研究區(qū)域概況與技術(shù)路線32-36
• 2.1 研究區(qū)域概況32-34
• 2.1.1 地理位置32-33
• 2.1.2 氣候特征33
• 2.1.3 土壤類型33-34
• 2.1.4 植被狀況34
• 2.2 研究技術(shù)路線34-36
• 第三章 兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)生物量36-52
• 3.1 研究方法37-42
• 3.1.1 樣地設(shè)置37
• 3.1.2 樣地調(diào)查37-40
• 3.1.3 生物量估算方法40-42
• 3.2 結(jié)果分析42-48
• 3.2.1 喬木層生物量及分配特征42-43
• 3.2.2 灌木層生物量及分配特征43-45
• 3.2.3 草本層生物量及分配特征45-46
• 3.2.4 枯落物生物量及分配特征46-47
• 3.2.5 細(xì)根生物量及分配特征47-48
• 3.2.6 總植被層生物量及分配特征48
• 3.3 討論48-50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第四章 兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳氮庫(kù)52-66
• 4.1 研究方法52-54
• 4.1.1 樣地調(diào)查與取樣53
• 4.1.2 植物樣品測(cè)定53
• 4.1.3 森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳氮儲(chǔ)量估算53-54
• 4.2 結(jié)果分析54-63
• 4.2.1 植被碳氮含量分析54-58
• 4.2.2 植被碳氮庫(kù)58-63
• 4.3 討論63-64
• 4.4 小結(jié)64-66
• 第五章 兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮庫(kù)66-82
• 5.1 研究方法66-68
• 5.1.1 土壤調(diào)查66-67
• 5.1.2 土壤樣品測(cè)定67
• 5.1.3 土壤碳氮儲(chǔ)量估算67-68
• 5.1.4 數(shù)據(jù)處理分析68
• 5.2 結(jié)果分析68-77
• 5.2.1 土壤容重分析68-69
• 5.2.2 土壤碳氮含量69-73
• 5.2.3 土壤碳氮庫(kù)73-77
• 5.3 討論77-80
• 5.3.1 土壤碳氮含量分析77-78
• 5.3.2 土壤碳氮密度分析78-80
• 5.4 小結(jié)80-82
• 第六章 兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮庫(kù)82-92
• 6.1 研究方法82-83
• 6.2 結(jié)果分析83-88
• 6.2.1 生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量及其分布特征83-86
• 6.2.2 生態(tài)系統(tǒng)氮儲(chǔ)量及其分布特征86-88
• 6.3 討論88-89
• 6.4 小結(jié)89-92
• 第七章 兩典型森林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力估算92-102
• 7.1 研究方法92-96
• 7.1.1 生物生產(chǎn)力的“3P”概念及估算方法92-93
• 7.1.2 樣地設(shè)置93
• 7.1.3 NEP估算93-96
• 7.2 結(jié)果分析96-99
• 7.2.1 凈初級(jí)生產(chǎn)力96
• 7.2.2 植被凈固碳速率96-98
• 7.2.3 土壤異養(yǎng)呼吸98
• 7.2.4 凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力98-99
• 7.3 討論99-100
• 7.4 小結(jié)100-102
• 第八章 結(jié)論與展望102-105
• 8.1 主要結(jié)論102-104
• 8.2 研究展望104-105
• 參考文獻(xiàn)105-117
• 作者簡(jiǎn)介117

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：311094