本文關(guān)鍵詞：陜西黃土高原人工刺槐林碳固持特征與影響因子，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量、格局與潛力及氣候變化對森林碳循環(huán)的影響是當(dāng)前森林生態(tài)學(xué)的熱點研究問題。本研究以陜西黃土高原人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)為研究對象,在陜西省綏德縣、安塞縣與永壽縣三個不同降雨區(qū)域(年平均降雨量約為450 mm、500 mm與600 mm)共獲取了206個刺槐樣木。并且在每個區(qū)域分別調(diào)查了完整的人工刺槐林林齡序列(約5-55年)。分析了人工刺槐林發(fā)育過程中碳儲量、格局及其碳/源匯變化特征。同時探討了降雨梯度下刺槐林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量以及不同區(qū)域森林碳循環(huán)長期動態(tài)的差異。最后,分析了影響人工刺槐林固碳速率的主要氣候因子。主要結(jié)論如下:(1)構(gòu)建了陜西黃土高原人工刺槐林不同降雨量區(qū)域森林生物量估算的本地模型、一般模型與幼齡林模型,為準(zhǔn)確估算該區(qū)域刺槐林生物量提供了工具。研究表明隨個體胸徑增加,人工刺槐林地上與地下生物量呈指數(shù)增加,根冠比則呈顯著線性降低趨勢(p0.05)。在個體與林分尺度,450 mm與600 mm區(qū)域森林生物量根冠比無顯著性差異,且均顯著小于中間降雨量區(qū)域(500 mm)。隨著降雨量升高,森林生物量急劇增加(p0.001)。且不同降雨區(qū)域刺槐林生物量與根冠比的年際動態(tài)存在差異。隨著森林發(fā)育,450 mm與600 mm區(qū)域森林生物量持續(xù)增加,根冠比呈顯著線性降低趨勢(p0.05)。在500 mm區(qū)域,刺槐林生物量先持續(xù)增加,然后在老齡林階段急劇下降;而根冠比則先增加再降低。該結(jié)果顯示林齡與降雨量對森林生物量的積累與分配有著重要的影響。(2)黃土高原半干旱區(qū)人工刺槐林在發(fā)育過程中從碳匯轉(zhuǎn)化為碳源狀態(tài)。5年至38年生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)積累碳,其碳儲量從30.45 Mg C ha-1增加到79.44 Mg C ha-1。老齡林時期(38-56年),由于喬木大量死亡引起生態(tài)碳儲量急劇降低(p0.001),整個森林成微弱的碳源狀態(tài)。森林土壤則呈顯著線性持續(xù)積累有機(jī)碳。隨林齡增加,灌木碳庫呈顯著線性增加趨勢,草本與枯落物碳庫則與林齡無顯著線性關(guān)系。造林導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳庫在不同土層之間重新分配,表層(0-20 cm)土壤有機(jī)碳占0-100 cm土壤有機(jī)碳儲量的比例呈顯著線性增加(p0.05)。(3)隨降雨量增加,黃土高原人工刺槐林喬木碳庫、土壤有機(jī)碳庫與生態(tài)系統(tǒng)碳儲量均顯著增加(p0.001),森林最大碳固持量分別為57.57 Mg C ha-1、79.44 Mg C ha-1與182.66 Mg C ha-1。在本區(qū)域,降雨量變化影響了刺槐林碳固持長期動態(tài)特征。較干旱區(qū)域(450與500 mm區(qū)域)刺槐林土壤有機(jī)碳儲量隨林齡增加呈顯著線性增加趨勢(p0.05),但較濕潤區(qū)域(600 mm),造林初期(5-10年)土壤有機(jī)碳儲量急劇降低。此外,450 mm與600 mm區(qū)域喬木碳庫呈顯著線性持續(xù)增加(p0.05),而500 mm區(qū)域森林發(fā)育后期則急劇下降。林分在早期(600 mm區(qū)域)與后期(500 mm區(qū)域)為碳源狀態(tài)。上述結(jié)果顯示降雨量差異改變了森林碳固持林齡動態(tài)與最大碳固持量。(4)對不同研究區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)分析表明,近30年來本研究區(qū)域存在顯著變暖與干旱的趨勢。線性回歸顯示,影響陜西黃土高原刺槐林不同組分固碳速率的氣候因子不同。其中,喬木固碳速率主要受年降雨量的影響(R=0.71,p0.01)。而土壤固碳速率則受年降雨量與生長季平均溫度的影響,兩者共同解釋了80%的變異。刺槐林生態(tài)系統(tǒng)固碳速率則主要受到年降雨量與年平均溫度的影響,兩個因子共同解釋了90%的變異。該結(jié)果對預(yù)測氣候變化背景下黃土高原刺槐林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的潛在變化提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：碳儲量 分配格局 最大碳固持量 氣候因子 異速生長模型
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S718.55
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景與意義14
• 1.2 國內(nèi)外森林碳固持研究進(jìn)展14-19
• 1.2.1 森林碳循環(huán)研究進(jìn)展14-16
• 1.2.2 異速生長模型16-17
• 1.2.3 森林碳儲量與分配17-18
• 1.2.4 森林碳固持功能的影響因子18-19
• 1.3 黃土高原刺槐林碳儲量研究進(jìn)展19-20
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線20-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容20
• 1.4.2 技術(shù)路線20-22
• 第二章 研究區(qū)概況與研究方法22-28
• 2.1 研究區(qū)概況22-23
• 2.2 樣木解析23-24
• 2.3 實驗設(shè)計24-25
• 2.4 森林生物量碳儲量調(diào)查25-26
• 2.4.1 喬木25-26
• 2.4.2 灌木26
• 2.4.3 草本26
• 2.4.4 枯落物26
• 2.5 土壤有機(jī)碳調(diào)查26-27
• 2.6 植物與土壤樣品測定27
• 2.6.1 植物樣品碳含量測定27
• 2.6.2 土壤樣品碳含量測定27
• 2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析27-28
• 第三章 降雨梯度下刺槐林生物量及其分配格局28-39
• 3.1 材料與方法28-30
• 3.1.1 樣地選擇28-29
• 3.1.2 異速生長模型的構(gòu)建29
• 3.1.3 森林生物量調(diào)查29-30
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析30
• 3.2 結(jié)果與分析30-36
• 3.2.1 異速生長模型30-32
• 3.2.2 個體尺度喬木胸徑與區(qū)域降雨量對生物量與根冠比的影響32-34
• 3.2.3 林分尺度下森林生物量與根冠比隨林齡與降雨量變化規(guī)律34-36
• 3.3 討論36-38
• 3.3.1 森林生物量積累的時空差異36-37
• 3.3.2 林齡與降雨對森林生物量分配的影響37
• 3.3.3 森林生物量估算37-38
• 3.4 小結(jié)38-39
• 第四章 半干旱區(qū)刺槐林碳儲量及其林齡動態(tài)39-47
• 4.1 研究方法39-40
• 4.1.1 樣地設(shè)置39-40
• 4.1.2 刺槐林生物量碳儲量40
• 4.1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析40
• 4.2 結(jié)果與分析40-45
• 4.2.1 刺槐含碳率40-41
• 4.2.2 林齡序列下人工刺槐林碳儲量動態(tài)41-42
• 4.2.3 生物量碳儲量及其年際動態(tài)42-44
• 4.2.4 土壤有機(jī)碳分配格局44-45
• 4.3 討論45-46
• 4.3.1 黃土高原半干旱區(qū)人工刺槐林碳儲量動態(tài)45
• 4.3.2 刺槐林生物量碳庫分配及其動態(tài)45
• 4.3.3 造林對土壤有機(jī)碳的影響45-46
• 4.4 小結(jié)46-47
• 第五章 降雨梯度下刺槐林碳儲量與格局變化47-59
• 5.1 研究方法47-48
• 5.1.1 實驗設(shè)計47-48
• 5.1.2 立枯木生物量碳估算48
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析48
• 5.2 結(jié)果與分析48-55
• 5.2.1 降雨梯度下喬木碳儲量變化48-50
• 5.2.2 降雨梯度下土壤有機(jī)碳儲量變化50-51
• 5.2.3 降雨梯度下其他生物量碳儲量變化51-52
• 5.2.4 降雨梯度下生態(tài)系統(tǒng)碳儲量變化52-53
• 5.2.5 生態(tài)系統(tǒng)碳儲量年際動態(tài)區(qū)域差異53-55
• 5.2.6 降雨梯度下刺槐林碳儲量分配格局55
• 5.3 討論55-58
• 5.3.1 降雨梯度下森林碳儲量變化55-56
• 5.3.2 降雨對森林固碳長期動態(tài)的影響56-57
• 5.3.3 降雨對刺槐林碳庫分配的影響57-58
• 5.4 小結(jié)58-59
• 第六章 刺槐林固碳速率及其影響因子59-74
• 6.1 研究方法60-62
• 6.1.1 固碳速率計算60-61
• 6.1.2 氣候數(shù)據(jù)收集與處理61
• 6.1.3 統(tǒng)計方法61-62
• 6.2 結(jié)果與分析62-71
• 6.2.1 不同區(qū)域氣候變化62-64
• 6.2.2 不同區(qū)域刺槐林固碳速率64-67
• 6.2.3 刺槐林固碳速率的變化規(guī)律67-70
• 6.2.4 刺槐林固碳速率的影響因子70-71
• 6.3 討論71-72
• 6.4 小結(jié)72-74
• 第七章 研究結(jié)論與展望74-76
• 7.1 主要結(jié)論74
• 7.1.1 陜西黃土高原刺槐林生物量分配格局及其長期動態(tài)74
• 7.1.2 降雨梯度下刺槐林碳儲量、潛力及其區(qū)域分異74
• 7.1.3 刺槐林固碳速率的影響因子74
• 7.2 本研究的特色與創(chuàng)新之處74-75
• 7.2.1 黃土高原刺槐林生物量分配格局74-75
• 7.2.2 降雨梯度下刺槐林碳固持特征的研究75
• 7.2.3 氣候變化對刺槐林固碳速率的影響75
• 7.3 研究不足與展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-90
• 致謝90-91
• 作者簡介91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張景群;蘇印泉;徐喜明;溫tg;;黃土高原刺槐人工中齡林土壤碳匯[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年01期

2 姚玉璧,李耀輝,王毅榮,張秀云,李耀邦,魏鋒;黃土高原氣候與氣候生產(chǎn)力對全球氣候變化的響應(yīng)[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2005年02期

3 賀亮;蘇印泉;季志平;辛占良;;黃土高原溝壑區(qū)刺槐、油松人工林的碳儲量及其分布特征研究[J];西北林學(xué)院學(xué)報;2007年04期

4 薛

本文編號：433131