收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

吉林西部草地退化恢复与碳收支的耦合研究

韩维峥  
【摘要】:吉林西部草原位于欧亚大陆的最东部,属草甸草原。该区为一个闭流区,独特的地形条件及气候因素,造成该区地下水的矿化度较高,盐碱土得到了充分的发育,大面积的盐碱化土地影响了该区草地的生产及分布。自第四纪以来,该区经历了多次沙漠化和盐碱荒漠化的正逆演变过程,在平原形成了大面积的盐碱土沉积,为世界三大盐碱地之一,吉林西部属于国际地圈-生物圈计划(IGBP)样带之一的中国东北样带(NECT)范围内。因此,本文所讨论的吉林西部草原是集敏感性和典型性于一身的研究区域,开展退化草地恢复与碳收支的研究具有代表意义。 目前草地生态系统碳循环研究主要集中在碳储量、土壤呼吸和生态系统碳循环模拟这三方面,另外,在气候变化、人类活动及大气CO_2对碳循环过程的影响等方面也取得了很大的进展。在以往的研究中,没有将逆行演替和进展演替结合在一起以非平衡生态学理论和状态转移模型来考虑。 本研究是在国家自然科学基金“吉林西部50年来LUCC对土壤有机碳影响及驱动机制研究”和高等学校博士学科点专项科研基金“土壤盐碱化对松嫩草地生态系统碳循环的影响研究”的支持下完成的。在查明了LUCC对陆地生态系统的净初级生产力(NPP)和土壤有机碳的时空分布特征的影响的基础上,揭示自然和人为因素对草地生态系统碳储量变化的驱动机制。针对研究区草地退化所引起的生态环境问题,运用状态转移模型模拟了草地群落演替,从而获得演替过程各阶段的碳储量变化。在吉林省生态草建设的大背景下,论证了三种退化草地生态恢复模式下土壤碳增汇的可行性,分别计算3种生态恢复模式的固碳潜力,预测吉林西部在清洁发展机制(CDM)下发展碳汇草业的前景。关于草地碳收支及退化草地恢复的耦合研究对于客观认识吉林西部草地生态系统在LUCC影响下的碳源./汇效应,及全球生物圈在固定大气CO_2中的响应,为制定草地碳增汇和生态补偿政策具有理论意义和社会价值。 本次研究得出以下结论: 1、从1989-2008年,总体看来,研究区各地类呈现“四增五减”。其中,草地的面积总体减少。具体为1989至2000年持续降低,从2000至2008年则呈现逐渐增加的趋势。其中,高草面积持续减少,中草波动变化,低草面积增加,说明尽管草地生态系统得到了一定的恢复,但草地整体质量仍呈现下降趋势。 2、选取1989、2004年及2008年的TM影像数据,运用CASA模型和植被枯损模型,计算研究区地表植被碳储量,得出植被碳密度最大的为林地,1989-2008年间研究区内植被总碳储量呈减少趋势,研究区植被碳储量净减少了230.02Tg C。1989-2008年草地植被碳储量增加了53.97 Tg C。另外,草地土壤碳储量一直呈下降趋势。 3、设置状态转移模型描述吉林西部草地的群落演替,随着演替的进行,有机碳同含水率和TN呈正相关,同容重和pH呈负相关。通过计算土壤有机碳密度,0-100cm土层SOCD先升后降,说明天然草地的适度放牧造成的退化能增加草地碳储量,但是随着草地的持续放牧而加重的草地退化会减少草地碳储量。 4、针对研究区内退化草地现状,在姜家店草场选择不同的样地设置退耕还草、围栏封育和人工种草三种试验,设置背景碳库和对照碳库。通过试验得到,围栏封育和人工种草均能直线增加土壤有机碳储量,而退耕还草的过程中,土壤有机碳储量呈现先减少后增加的趋势。通过计算固碳速率和碳汇潜力,得出人工种草的固碳速率最大。综合看来,围栏封育是最好的生态恢复模式,若实施围栏封育政策来恢复吉林西部退化草地,围栏5年得碳汇潜力约为4.08×106t/a,围栏10年的碳汇潜力为1.3×107t/a。 5、若按照2008年吉林西部的退化草地面积估算不同措施的固碳量可达到0.15~1.33亿tC,其中CDM当前碳交易价格为6.3€/tC,以当前的欧元对人民币汇率计算,1欧元=8.5038人民币元,固碳的总价值将可达到7.7~71.4亿元,每公顷退化草地的固碳价值为140.3~4021.4元·hm-2·a-1。参照青海省的实施标准,将固碳总价值的30%用来发展碳贸易,每年可获得2.3~21.4×10~9元的资金,可以用来加快人工草地的建设和天然草地的保育。因此,加强对吉林西部退化草地的恢复,不仅可以改善研究区内的生态环境质量,而且可以提高吉林西部退化草地在碳贸易市场中争取更多的碳减排额度。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S812

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 佟恩福;赵大生;;浅析吉林省西部种植能源树种文冠果[J];当代生态农业;2011年Z1期
2 蒙晓;李晶;任志远;王晓峰;;草地退化后陕北农牧交错带生态系统重建模式研究[J];水土保持通报;2011年03期
3 张文海;杨韫;;草地退化的因素和退化草地的恢复及其改良[J];北方环境;2011年08期
4 艳燕;阿拉腾图雅;胡云锋;刘越;于国茂;;19752009年锡林郭勒盟东部地区草地退化态势及其空间格局分析[J];地球信息科学学报;2011年04期
5 魏金明;姜勇;符明明;张玉革;徐柱文;;水、肥添加对内蒙古典型草原土壤碳、氮、磷及pH的影响[J];生态学杂志;2011年08期
6 周志红;李心清;王兵;程建中;程红光;杨放;江伟;闫慧;;中国北方干旱-半干旱地区草地NH_3通量原位观测研究[J];地球与环境;2011年03期
7 祝勤英;杨勇;朱胜全;陈平;马佳能;;云南省种羊场草地管理的可行办法[J];云南畜牧兽医;2011年04期
8 刘合满;曹丽花;;退化草地碳动态及固碳潜力[J];中国农学通报;2011年22期
9 徐瑶;何政伟;陈涛;;西藏农牧业生态环境现状与可持续发展对策[J];广东农业科学;2011年13期
10 杜兴兰;孟凡玲;郭玲玲;;塞罕坝大花银莲花栽培技术[J];河北林业科技;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张瑞荣;申向明;;牧区草地退化问题的实证分析[A];纪念农村改革开放30周年学术研讨会暨建所50周年庆典论文集[C];2008年
2 ;[A];四川草业科技十年进展[C];2004年
3 池宏康;;草地退化的遥感监测[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
4 蔡磊明;张茂新;;新疆草地醉马芨芨危害及其生物治理策略的探讨[A];全国生物防治学术讨论会论文摘要集[C];1995年
5 卞建民;林年丰;汤洁;;RS支持下的湿地生态环境研究—以吉林西部平原为例[A];第六届全国环境地球化学学术讨论会论文摘要汇编[C];2002年
6 李建东;;吉林西部草地持续利用几个问题的商榷[A];2009中国草原发展论坛论文集[C];2009年
7 陈兵;胡克;介冬梅;闫日清;赵亮;;吉林西部碱尘气溶胶矿物与元素组成和来源研究[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
8 柴军;;试论新疆草地畜牧业产权制度与草地生态系统的危机[A];纪念农村改革30周年学术论文集[C];2008年
9 韩维峥;汤洁;李昭阳;李娜;徐小明;;吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段0-40cm土壤有机碳变化研究[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年
10 杨汝荣;;中国西部草地退化现状与可持续发展研究[A];草业与西部大开发——草业与西部大开发学术研讨会暨中国草原学会2000年学术年会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 特约记者 李晓玲;城市生态改善 草地退化严重[N];阿克苏日报;2009年
2 青海省循化县草原站 韩国忠;浅谈草地退化的原因及对策[N];中国畜牧兽医报;2010年
3 本报见习记者 杨涛利;新疆 河流总体水质良好草地退化趋势减缓[N];中国环境报;2011年
4 东北师范大学草地科学研究所 李建东;吉林西部草地持续利用有关问题的商榷[N];中国畜牧兽医报;2010年
5 傅铁铸;那是一片文学生长的沃土[N];吉林日报;2006年
6 ;吉林西部四个县将会成为“鱼米之乡”[N];吉林日报;2007年
7 记者 徐锦庚;藏西北生态堪忧 近四成草地退化[N];人民日报;2006年
8 记者 齐海山;吉林西部办风电风害变身新能源[N];新华每日电讯;2009年
9 夏军(中国科学院“百人计划”入选者、地理科学与资源研究所研究员,武汉大学教授);如何保育、修复吉林西部湿地生态系统[N];中国水利报;2004年
10 记者 赵彤;甘肃草原生态环境保护治理项目全面启动[N];人民政协报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩维峥;吉林西部草地退化恢复与碳收支的耦合研究[D];吉林大学;2011年
2 刘及东;基于气候产草量模型与遥感产草量模型的草地退化研究[D];内蒙古农业大学;2010年
3 李月芬;吉林西部草原生态环境评价及其专家系统研究[D];吉林大学;2004年
4 王娟;RS-GIS-EIS技术支持下的吉林西部生态环境集成研究[D];吉林大学;2004年
5 王云霞;内蒙古草地资源退化及其影响因素的实证研究[D];内蒙古农业大学;2010年
6 卢远;吉林西部土地利用/土地覆盖变化及其生态效应[D];吉林大学;2005年
7 娜日苏;基于遥感技术的丘陵草甸草原健康评价研究[D];中国农业科学院;2010年
8 柴军;新疆牧民生产决策行为与草地退化问题研究[D];中国农业科学院;2008年
9 赵凤琴;吉林西部土地生态环境安全研究[D];吉林大学;2005年
10 王明君;不同放牧强度对羊草草甸草原生态系统健康的影响研究[D];内蒙古农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阿依古丽;吉林西部草地动态变化分析与生态系统服务功能价值评价[D];吉林大学;2009年
2 李百红;基于遥感数据的草地信息提取及动态监测研究[D];山东农业大学;2011年
3 杨骁;新源县草地退化的社会经济成因分析与应对草地退化的对策研究[D];中央民族大学;2012年
4 杨阳阳;青藏高原不同放牧模式对草地退化影响研究[D];兰州大学;2012年
5 孙超;基于生态化学计量学的草地退化研究[D];吉林大学;2012年
6 吕志邦;玛曲县草地退化遥感监测及驱动力研究[D];兰州大学;2012年
7 罗元佳;理塘草地退化及遥感生物量监测模型研究[D];四川农业大学;2010年
8 麻素挺;吉林西部生态环境需水量与水资源承载力研究[D];吉林大学;2004年
9 刘玉英;吉林西部晚全新世环境演化[D];吉林大学;2004年
10 韩维峥;吉林西部受损草地生态系统修复方案的仿真优化研究[D];吉林大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026