本文關(guān)鍵詞：甘肅森林生態(tài)系統(tǒng)固碳特征及與物種多樣性關(guān)系研究　出處：《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）》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：森林的固碳功能是研究森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)參數(shù),充分發(fā)揮其固碳能力可有效調(diào)節(jié)全球碳平衡和全球氣候變化,近年來(lái)成已成為全球碳循環(huán)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。針對(duì)森林碳平衡再評(píng)估的重要性和區(qū)域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)量化分配的不確定性,本研究在甘肅省整個(gè)區(qū)域尺度上布設(shè)212個(gè)樣地,結(jié)合野外調(diào)查與室內(nèi)分析、典型樣地與尺度擴(kuò)展相結(jié)合的方法,明確了區(qū)域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)的碳密度和碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀,并闡明了區(qū)域尺度天然林和人工林的固碳差異;同時(shí),重點(diǎn)以3種典型天然林和3種典型人工林不同林齡的森林生態(tài)系統(tǒng)為典型范例,量化了各組分碳密度的分配格局;利用生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法估算了區(qū)域尺度近30年碳儲(chǔ)量的時(shí)間動(dòng)態(tài)特征;并以不同起源云杉林為例,分析了群落物種多樣性對(duì)生物量和碳密度的影響。本研究取得的主要研究結(jié)論如下:(1)甘肅省天然林森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的固碳能力,且冷杉和銳齒櫟林生態(tài)系統(tǒng)碳密度在成熟林中達(dá)到最大,云杉林在幼齡林中最大,植被碳密度均在成熟林中最大。天然云杉、冷杉和銳齒櫟林生態(tài)系統(tǒng)碳密度的變化范圍為207.79~765.01 t C/ha,三種林型不同林齡生態(tài)系統(tǒng)碳密度均值的大小順序?yàn)?冷杉林(549.08 t C/ha)云杉林(464.33 t C/ha)銳齒櫟林(260.56 t C/ha)。各天然林不同林齡土壤碳密度變化范圍為114.14~559.31 t C/ha,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)達(dá)44.14~95.02%,平均是植被碳密度的4.38倍。喬木層碳密度變化范圍為18.27~223.10 t C/ha,占生態(tài)系統(tǒng)的3.78~53.84%,平均30.20%,林下灌木層、草本層和枯落物層碳密度合計(jì)占0.96%,細(xì)根占0.63%,高于林下其他植被各層。(2)甘肅省人工林森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度達(dá)到最大值的林齡段不同。云杉和落葉松林生態(tài)系統(tǒng)碳密度在成熟林最大,刺槐林在近熟林達(dá)到最大。落葉松和刺槐林植被碳密度在近熟林最大,云杉林植被碳密度隨林齡的增加逐漸增大。人工云杉、刺槐和落葉松林生態(tài)系統(tǒng)碳密度的變化范圍為69.82~467.42 t C/ha,三種林型生態(tài)系統(tǒng)碳密度的均值大小順序?yàn)樵粕剂?379.33 t C/ha)落葉松林(333.07 t C/ha)刺槐林(92.59 t C/ha)。各人工林不同林齡土壤碳密度變化范圍為50.91~392.24 t C/ha,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)量達(dá)56.63%~93.86%,平均是植被碳密度的6.91倍。人工林喬木層碳密度變化范圍為12.73~159.59 t C/ha,其中喬木層在各林型植被層中均占最主導(dǎo)部分,約73.98%~96.43%,林下植被碳密度大小順序因不同林型而異。(3)甘肅省區(qū)域尺度森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量具有明顯的垂直分布格局,土壤是最大碳庫(kù)。甘肅省森林生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量為634.50 Tg C,天然林碳儲(chǔ)量為522.18 Tg C,是人工林的4.65倍。土壤是甘肅省森林生態(tài)系統(tǒng)的的巨大碳庫(kù),貯有446.15 Tg C,是植被層碳儲(chǔ)量的2.37倍。喬木層、灌木層、草本層、枯落物層和細(xì)根對(duì)甘肅省整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)量分別為:27.39%、0.39%、0.23%、0.78%和0.89%。天然林和人工林在碳庫(kù)間分配規(guī)律一致,為:土壤喬木層細(xì)根枯落物層灌木層草本層。(4)甘肅省區(qū)域尺度天然林植被、土壤及生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力顯著高于人工林(P0.001)。在甘肅省全省尺度上,天然林植被層碳密度、土壤碳密度和生態(tài)系統(tǒng)碳密度的均值分別為89.53 t C/ha和250.28 t C/ha和339.81 t C/ha,比人工林分別高出55.11%、63.84%和61.44%。(5)甘肅省區(qū)域尺度森林在近30年處于較大的碳匯功能,低齡化的森林結(jié)構(gòu)和較高的森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度,將是該區(qū)巨大碳匯的潛力所在。利用生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法估算的甘肅喬木林碳儲(chǔ)量,到2011年達(dá)到了109.53 Tg C,比過(guò)去1979年增加了16.64 Tg C,平均每年增加0.17%。近10年的平均碳匯為1.53 Tg C/a,表現(xiàn)為顯著的碳匯功能。中齡林是天然林碳儲(chǔ)量的最大貢獻(xiàn)者,達(dá)29.61~39.68%,幼中林對(duì)人工林的貢獻(xiàn)達(dá)到80.22~92.41%。隨著林齡結(jié)構(gòu)的改善,近成熟林的比例逐漸增大,森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和碳密度將得到進(jìn)一步提升。(6)群落物種多樣性對(duì)不同起源森林生態(tài)系統(tǒng)各組分碳密度(生物量)的指示作用不同。群落物種的均勻度積極影響著天然林植被各層碳密度以及表層(0-20 cm)土壤有機(jī)碳密度,而對(duì)人工林灌木層、草本層和0-50 cm土壤有機(jī)碳密度有積極影響。群落物種豐富度積極影響著云杉天然林細(xì)根生物量,而群落物種均勻度積極影響著云杉人工林細(xì)根生物量。
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【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)】：S718.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 潘維儔,李利村,高正衡,張相瓊,唐東元;杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)中的生物產(chǎn)量及其生產(chǎn)力的研究[J];湖南林業(yè)科技;1978年05期

2 方精云,陳安平,趙淑清,慈龍駿;中國(guó)森林生物量的估算:對(duì)Fang等Science一文(Science,2001,291:2320～2322)的若干說(shuō)明[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);2002年02期

3 李軒然;劉琪t，

本文編號(hào)：1351388