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

《北京林業(yè)大學(xué)》 2013年

長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預(yù)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(yù)測林分生長發(fā)育的動態(tài)過程,能為林分進行科學(xué)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(diào)查、標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)上,應(yīng)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(shè)計方法進行野外調(diào)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(chǔ)上進行本土化,嵌入長白落葉松林分生長與收獲模型,設(shè)定相關(guān)參數(shù)值,調(diào)校相關(guān)調(diào)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(yù)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(jié)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(diào)查和實測數(shù)據(jù),基于相對生長法建立高預(yù)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(zhuǎn)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(dá)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(zhì)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(rèn)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?jǐn)?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(gòu)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(nèi)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(zhuǎn)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(xì)木質(zhì)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(fēng)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(diào)試,實現(xiàn)了FFE-FVS系統(tǒng)的本土化。 (3)應(yīng)用本土化FFE-FVS系統(tǒng)模擬林分生長以及預(yù)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(jié)果,通過生長量調(diào)整系數(shù)來調(diào)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(rèn)為30%強度、間隔期為10年的下層疏伐是最適合當(dāng)?shù)亻L白落葉松人工林的措施。模擬得到的生物量預(yù)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(yù)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(jié)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(yù)估。 本研究依據(jù)國內(nèi)首次引進的美國FIM圓形整群樣地技術(shù),提出細(xì)致可行的野外調(diào)查方法和規(guī)范的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理過程,保證了碳密度預(yù)估的精確性和可信度。同時,構(gòu)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(nèi)容豐富、直觀,具有可行性、準(zhǔn)確性和實用性的特點,能夠滿足并能指導(dǎo)人工林的生產(chǎn)經(jīng)營,并預(yù)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(chǔ)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(yù)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(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S718.5
【目錄】：

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中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 記者 張晉新 特約記者 王瑞斌;[N];山西科技報;2003年

3 記者 王建蘭;[N];中國綠色時報;2010年

4 記者王小光;[N];人民日報;2003年

5 段勇;[N];西安日報;2004年

6 ;[N];人民政協(xié)報;2003年

7 ;[N];桂林日報;2005年

8 本報記者 陳廉 李濤;[N];中國綠色時報;2007年

9 ;[N];中國民航報;2005年

10 記者 陳志英 田聞一 胡小笳 侯海蘭 李函 實習(xí)生 薛亞;[N];四川政協(xié)報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬煒;長白落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳密度測定與預(yù)估[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

2 吳明;中北亞熱帶3種人工林生態(tài)系統(tǒng)碳蓄積特征及土壤有機碳穩(wěn)定性[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

3 王艷霞;福建主要人工林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2010年

4 文仕知;榿木人工林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能過程[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2010年

5 郭永清;云南干熱河谷膏桐人工林生態(tài)系統(tǒng)碳庫特征[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

6 于顯威;油松和樟子松人工林水分生產(chǎn)函數(shù)及結(jié)構(gòu)調(diào)控模型的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

7 王鶴智;東北林區(qū)林分生長動態(tài)模擬系統(tǒng)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

8 玉寶;晉西人工林基于水分生產(chǎn)函數(shù)的密度調(diào)控模型研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2010年

9 劉楠;縉云山典型林分對徑流水質(zhì)的作用及評價研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

10 蔡爍;金溝嶺林場三種森林類型生物量研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 易利萍;楓香人工林生態(tài)系統(tǒng)生物量和養(yǎng)分的積累與分布[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2008年

2 吳敬東;長沙市楓香人工林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價值評估研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2012年

3 彭懿;海南島西部橡膠人工林生態(tài)系統(tǒng)植物亞系統(tǒng)碳匯功能研究[D];海南大學(xué);2010年

4 李明輝;天山云杉天然林林分空間格局的研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

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(xué)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(xué)研究院;2000年

7 王鶴松;華北石質(zhì)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(xué)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(diào)控[D];南京信息工程大學(xué);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(gòu)建研究[D];武漢大學(xué);2004年

10 石聰;徐州側(cè)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(xué);2012年

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

本文編號：203048