长江中下游滩地抑螺防病林生态系统碳水通量及碳贮量研究
【摘要】：抑螺防病林作为一种森林类型，其巨大的碳汇功能一直是研究的空白点，本论文选择其两种林分结构类型运用涡相关系统研究其碳、水通量变化及其与影响因子的响应关系，在时间和空间尺度上计量碳源汇值，具体研究内容与结论如下：
1．抑螺防病林生态系统碳通量规律性动态变化
白天从7：30左右系统开始吸收CO_2，中午12点左右达到全天的碳汇最高峰，随后开始降低，到18点左右系统逐渐转入碳源作用，系统放出CO_2。这种日变化规律随着季节变化。从全年的尺度上看，3月末4月初，杨树开始展叶，系统整体开始表现为碳汇作用，到10、11月杨树落叶，光合作用基本停止，系统转入碳源作用。
2．系统碳通量与生态因子的关系：
1)光合有效辐射 两个系统碳通量与光合有效辐射的关系相同，在白天(PAR＞1)，系统碳通量与光合有效辐射符合Michaelis-Menten模型，呈双曲线关系。当有效辐射达到1000μmol／m~2.s以上时，系统光合与呼吸都较大，且湖南比安徽的系统光饱和点要高。
2)温度 安徽站全年夜间碳通量月平均值与气温呈较强的线性相关，即气温升高，夜间碳通量增大。全年夜间碳通量与土壤5cm处温度呈指数递增；湖南站气温对系统碳通量的影响，从月平均值拟合情况来看，气温与碳通量呈对数相关，夜间碳通量与5cm土壤温度的相关性表现为显著的指数关系，y=0.03361e~(0.06684x)，相关系数R~2=0.6328。
3)土壤含水量 湖南站夜间碳通量与15cm处的土壤含水量呈三次多项式规律变化，即土壤含水量在小于0.56(土壤水分与土壤的体积百分比)的时候，含水量增加，系统呼吸量增加，到土壤含水量越过0.56的时候，系统呼吸就会随含水量的增加而快速下降。安徽系统碳通量与土壤含水是量没有得到较好的相关关系。
4)土壤热通量 安徽站夜间碳通量月平均值与土壤2cm处的热通量呈指数相关，响应方程为：y=0.2697e~(0.0596Gs)，相关系数R~2=0.3877；湖南站夜间碳通量还与2cm处土壤热通量呈显著指数相关，响应方程为：y=0.5843e~(0.199Gs)，相关系数R~2=0.7516。夜间土壤与外界大气的热交换绝对值越小，系统的呼吸量就越大。
3．系统碳通量源汇计量
从2005年4月到2006年3月，安徽站5月为最大碳汇月，累计碳汇值为-2.35×10~5mg／m~2，最大碳源值出现在2月为0.163×10~5mg／m~2；年通量值为-10.16×10~5mg／m~2.a；湖南站6月为最大碳汇月，碳汇值为-1.09×10~5mg／m~2，11月为最大碳
【关键词】：抑螺防病林 碳通量 响应变化 碳贮量 水通量 水分利用效率 碳水贡献 【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S727.9
【目录】：
- 中文摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第一章 绪论12-29
- 1.1 碳通量研究概况12-23
- 1.1.1 森林生态系统碳通量研究进展17-21
- 1.1.2 森林碳通量研究存在的问题及解决途径21-22
- 1.1.3 我国森林生态系统碳通量研究前景22-23
- 1.2 森林生态系统水通量研究进展23-25
- 1.3 涡度系统在抑螺防病林生态系统中应用的意义25-29
- 第二章 研究方法与研究点概况29-36
- 2.1 研究内容与技术路线29-32
- 2.1.1 研究内容与方法29-31
- 2.1.2 技术路线31-32
- 2.2 研究点概况32-36
- 2.2.1 湖南试验点32-34
- 2.2.2 安徽试验点34-36
- 第三章 监测数据修正与质量分析36-50
- 3.1 监测数据修正36-44
- 3.1.1 数据修正的必要性36-37
- 3.1.2 对下垫面的修正37-42
- 3.1.3 对气象条件的修正42-43
- 3.1.4 小结43-44
- 3.2 涡相关监测数据质量分析44-48
- 3.2.1 影响数据质量因子44-45
- 3.2.2 能量闭合度评价45-47
- 3.2.3 通量贡献区划分47-48
- 3.3 涡相关监测数据插补修善48-50
- 第四章 抑螺防病林系统碳通量变化与环境因子的关系50-69
- 4.1 系统碳通量变化50-58
- 4.1.1 安徽站点50-54
- 4.1.2 湖南站通量变化54-58
- 4.2 系统碳通量与环境因子相关性分析58-67
- 4.2.1 碳通量与光合有效辐射的关系58-61
- 4.2.2 碳通量与温度的关系61-65
- 4.2.3 土壤湿度对系统碳通量的影响65
- 4.2.4 土壤热通量与系统碳通量相关性分析65-67
- 4.3 小结67-69
- 第五章 抑螺防病林生态系统碳源汇值计量69-75
- 5.1 不同时间尺度碳计量69-72
- 5.1.1 系统碳通量日计量69-70
- 5.1.2 系统碳通量月计量70-72
- 5.2 两个站点碳源/汇比较分析72-75
- 5.2.1 碳汇作用72-73
- 5.2.2 碳源作用73-75
- 第六章 抑螺防病林生态系统碳贮量研究75-84
- 6.1 湖南生态系统碳贮量研究75-79
- 6.1.1 湖南生态系统植被碳贮量75-77
- 6.1.2 系统土壤碳贮量77-79
- 6.2 安徽生态系统碳贮量研究79-83
- 6.2.1 安徽生态系统植被碳贮量79-80
- 6.2.2 系统土壤碳贮量80-83
- 6.3 小结83-84
- 第七章 抑螺防病林生态系统水通量研究84-92
- 7.1 湖南站水通量及其与气象因素相关性分析84-87
- 7.1.1 水通量变化84-85
- 7.1.2 水通量与相关气象因子相关性分析85-87
- 7.2 安徽站水通量及其与气象因素相关性分析87-91
- 7.2.1 水通量变化87-89
- 7.2.2 水通量与相关气象因子相关性分析89-91
- 7.3 小结91-92
- 第八章 生态系统水分利用效率研究92-97
- 8.1 水分利用效率变化93-94
- 8.2 影响水分利用效率的因子94-96
- 8.2.1 水分利用效率与光合有效辐射关系94-95
- 8.2.2 水分利用效率与温度的关系95
- 8.2.3 水分利用效率与土壤含水量的关系95-96
- 8.3 小结96-97
- 第九章 结论与讨论97-102
- 参考文献102-109
- 致谢109-110
- 附图110-111
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