江西千烟洲人工针叶林生态系统碳收支研究

【摘要】： 人工林生态系统在中国陆地生态系统碳收支中有着重要的地位和作用,江西千烟洲通量观测站是中国通量网自2002年建立以来四个森林站点中唯一的人工林生态系统通量观测站。本文以涡度相关技术和生物量调查为手段,以马尾松、湿地松和杉木为建群种的人工针叶林为研究对象,综合分析了千烟洲人工针叶林碳收支状况,探讨了影响碳通量交换的主要环境因子。 依据单木生物量实测数据建立了马尾松、湿地松和杉木单木生物量相对生长式,按林分径阶-株数分布估算马尾松纯林、湿地松纯林和杉木纯林乔木层总生物量和生产力依次为85.159t/hm2和6.306t/(hm2·a) , 109.990t/hm2和9.09t/(hm2·a) ,120.543t/hm2和11.944t/(hm2·a)。以马尾松49:湿地松48:杉木3为比例组成的针叶混交林林分总生物量为124.14 t/hm2,其中乔木层96.64t/hm2,林下植被层14.808t/hm2 ,凋落物层12.696t/hm2 ;针叶混交林林分净第一性生产力8.905t/(hm2·a),其中乔木层7.785t/(hm2·a) ,林下植被1.12t/(hm2·a)。年凋落物量为5.367t/(hm2·a)。 采用同位素-质谱分析仪测定马尾松、湿地松、杉木和木荷4个乔木树种平均含碳率分别为0.5523,0.5431,0.5375,0.5115。林分乔木层加权平均含碳率为马尾松纯林0.5524、湿地松纯林0.5431、杉木纯林0.5375和针叶混交林0.5465。林下植被层加权平均含碳率为0.5034,其中,草本层0.4954、灌木层0.5135。各层次植物的平均碳素密度依次为:乔木层灌木层草本层。林分平均凋落物层含碳率为0.5280,当年未分解凋落物平均含碳率为0.5529。 生物量方法测定的马尾松纯林、湿地松纯林和杉木纯林纯林总碳贮量密度分别为121.072、139.77和160.108 t/hm2,针叶混交林碳贮量密度为130.3 t/hm2。地下部分与地上部分碳贮量密度之比在1.08~1.22之间。各纯林乔木层年净固碳量在3.425~ 6.420t/(hm2·a)。针叶混交林各层年净固碳量总和为5.892t/(hm2·a)。 涡度相关技术观测得到2003年~2005年千烟洲人工林生态系统净碳交换量NEE和生态系统总呼吸RE(碳释放总量)年平均分别为-617.4和1137 gC/(m2·a);生物量估算得到通量塔1km×1km范围内人工林生态系统平均年净碳贮量△C为5.212 t/(hm2·a),NEE比生物量方法计算结果高0.962 t/(hm2·a),其差异性小于国际上其它同类的研究结果;生态系统总呼吸RE约占生态系统碳交换总量(GEE)的63.9~ 65.9%,年均土壤呼吸排放的碳占生态系统总呼吸RE的48.6%,凋落物分解对土壤呼吸的贡献率为38.29%。 影响林分碳收支的主要环境因子是光合有效辐射PAR、饱和水汽压差VPD、土壤温度和土壤水分,其中,PAR和VPD影响白天碳收支状况,PAR与白天NEE满足直角双曲线函数关系,并有明显的年变化趋势,饱和水气压差对NEE影响显著,

【关键词】：人工针叶林 生物量 涡度相关 碳素含量 碳收支 环境因子
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S718.5
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