亚热带红壤丘陵区湿地松人工林水—碳耦合规律研究

【摘要】： 采用热扩散式探针法对湿地松(Pinus elliottii)树干液流密度及环境因子进行长期连续测定，同时辅以树干(枝条)解析等生长量调查方法，建立了我国亚热带红壤丘陵地带湿地松水分耗失与碳蓄积之间的耦合关系，主要结论如下： (1)湿地松胸径、树高、材积生长模型均以二次曲线的拟合优度最高，相关关系的判定系数在0.99以上。树干、树冠生长量与胸径生长量间均呈显著的幂函数相关关系，相关关系的判定系数分别为0.8242和0.9568。 (2)阳坡向湿地松胸径生长主要受≥10℃积温、日照时数、和前一年降雨量影响，复相关系数为0.935；阴坡向胸径生长仅受相对湿度影响，相关系数为0.901。两坡向树高生长主要受均温、日照时数、相对湿度、前一年降雨量影响，复相关系数分别为0.827和0.882。两坡向材积生长主要受均温、≥10℃积温、日照时数、相对湿度影响，复相关系数分别为0.749和0.723。当年降雨量对该区湿地松生长不起限制作用。 (3)各器官碳素含量为叶(52.62±0.38～54.38±0.26)％＞枝(51.18±0.55～52.26±0.41)％＞干材(51.41±0.39)％＞根(51.28±0.22～51.77±0.32)％＞干皮(50.92±0.46)％。灌木层、草本层、凋落物层碳素含量分别为(44.90±0.45～45.47±0.35)％、(42.13±0.44～42.42±0.39)％、(40.88±0.31)％。土壤(0～60cm)碳素含量为(0.26±0.07～0.65±0.06)％。生物量加权法得出湿地松林平均碳素含量为(51.71±0.37)％。19年生湿地松乔木层碳贮量为86.78t·hm~(-2)，年净固定CO_2量为16.77t·hm~(-2)，年净释O_2量为12.20t·hm~(-2)。各种方法计算出的固碳释氧效益在6072.31～10610.78元·hm~(-2)·a~(-1)波动。 (4)湿地松各生长期白天液流密度的日变化规律基本一致，但液流启动、到达峰值及开始下降的时间存在差异。3～9月液流量分别占全年总量的4.3820％、7.7036％、17.2084％、18.4208％、14.3629％、11.2381％、8.8279％、7.5221％。整个生长期液流量占全年总量的89.6658％，非生长期仅占10.3342％。 (5)湿地松边材面积与胸径(带皮)呈极显著二次函数相关，相关关系的判定系数达0.943。液流速率平均值、最大值与胸径均呈显著的幂函数关系，相关关系的判定系数均在0.98以上。各生长期日累计液流量与边材面积间均呈极显著的线性相关关系，相关系数的判定系数都在0.95以上。 (6)液流密度与冠层温度、冠层相对湿度、光合有效辐射均呈显著的线性相关关系。液流密度与上述3个因子建立的多元线性回归方程相关性显著，各因子偏相关系数显著性检验的概率p均小于0.001。各气象因子与液流密度相关程度大小顺序为冠层相对湿度＞光合有效辐射＞冠层温度。 (7)2004年整个湿地松标准地(20m×20m)耗水量为177.8526m~3·a~(-1)，换算成单位面积上的水深为444.63mm·a~(-1)，低于该区多年平均降雨量(1000mm以上)。经预测，未来10年湿地松林分潜在耗水量(单位：mm)依次为469.76、494.92、520.28、545.66、571.13、596.67、622.28、647.96、673.72、699.54。湿地松水分利用效率为58.5123μmolCO_2·mmol~(-1)H_2O或1.7731g干物质·kg~(-1)H_2O。

【关键词】：湿地松 热扩散式探针 生长量解析 固碳释氧效益 水-碳耦合
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S718.5
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