广州市城市森林生态系统碳循环研究

论文摘要

全球碳循环是全球气候变化的核心问题之一,森林生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分。目前全球碳循环的研究还存在很大的不确定性,在森林生态系统碳循环的研究中,这种不确定性尤其表现在对区域森林生态系统碳库大小及与大气CO：交换通量的估算上,因此准确估算区域森林生态系统碳库大小及其相关碳库之间的交换通量一直是森林生态系统碳循环中研究的热点与难点。本文以广州市的阔叶林、湿地松林、马尾松林、杉木林、针叶混交林、针阔混交林、竹林、经济林、灌丛疏林,城区园林10种主要森林类型为研究对象,重点对这些森林类型的主要建群种不同组织器官的含碳率、区域森林生态系统碳贮量的大小碳平衡、碳通量等方面进行了研究,旨在精确估算区域森林生态系统在广州市碳平衡中的作用,寻找减少目前森林生态系统碳循环研究中的不确定性途径,并取得了以下研究结果：1.测得了广州市10种森林类型各组分的含碳率,并分析了这些树种不同组分含碳率的变化特征。研究表明,广州市森林植被各组分含碳率分别介于40.06%-54.5%,且各组分间以乔木层含碳率最大,凋落物层次之,林下植被层含碳率最小,总体表现出针叶林>阔叶林。本研究还得出乔木层各器官含碳率存在差异,且林分类型不同各器官含碳率大小亦有所不同。2.利用森林资源清查资料及相关参考文献所提供的数据,对广州市10种主要森林类型的植被碳贮量、地上及地下凋落物碳贮量、土壤碳贮量进行了估算,得出森林生态系统碳贮量大小排列顺序为：土壤层>植被层>地上及地下凋落物层,并得出地下根系枯死物占总碳贮量的0.29%-2.82%,在森林生态系统碳循环中具有不可忽视的作用。3.广州市森林总碳密度在83.25～126.24 tC·hm-2之间,其中植被碳密度为11.26～18.85 tC·hm-2,凋落物碳密度为0.62～5.63 tC·hm-2,土壤碳密度为68.63-107.25 tC·hm-2。得出土壤层的贡献率为78%-88%。4.通过对森林生态系统碳平衡公式的探讨,表明：阔叶林生态系统年净固碳量最大,为3.52 t·hm-2·a-1,起到强碳汇的作用,针阔混交林次之为2.79 t·hm-2·a-1,灌丛疏林表现为弱碳汇,而城区园林、竹林则表现为弱碳源。同时还表明,除杉木林外,凋落物层的年净固碳量与林分碳收支有较强的相关性,对林分碳平衡的影响较大。5.经研究,广州市2006年10种森林生物量都处于增加之中,净增量为1.76-3.32 t·hm-2·a-1,凋落物量为0.62～5.63 t-hm-2·a-1,群落植被呼吸量为2.72-7.48t·hm-2·a-1,土壤异氧呼吸量为1.72-5.43 t·hm-2·a-1,生态系统总初级生产力为5.97-16.43 t·hm-2·a-1,净初级生产力介于3.25-8.95 t·hm-2·a-1之间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 2浓度变化中的作用'>1.2 森林生态系统在大气CO₂浓度变化中的作用
• 1.3 森林生态系统的碳平衡
• 1.4 森林生态系统碳贮量的研究进展
• 1.4.1 森林植被碳贮量研究
• 1.4.2 森林土壤碳贮量研究
• 2释放量的研究进展'>1.5 森林土壤CO₂释放量的研究进展
• 1.6 森林生态系统碳贮量的研究方法
• 1.7 影响森林生态系统碳贮量的因素
• 1.7.1 自然因素
• 2浓度、N沉降、SO₂和臭氧浓度的增加'>1.7.2 大气CO₂浓度、N沉降、SO₂和臭氧浓度的增加
• 1.7.3 森林类型
• 1.7.4 人为活动干扰
• 1.8 森林生态系统碳贮量研究尚存在的问题
• 1.8.1 基础研究不完善
• 1.8.2 尺度耦合
• 1.8.3 研究力度不均衡
• 1.8.4 研究结果预见性差
• 1.9 本研究的内容和意义
• 1.9.1 研究内容
• 1.9.2 研究意义
• 2 研究区概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 自然条件
• 2.3 城市森林建设现状
• 2.4 区域经济发展与环境
• 3 研究方法
• 3.1 数据的收集与处理
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 林分总生物量及年净生产力的计算
• 3.2.2 植株和土壤含碳率的测定
• 3.2.3 森林生态系统呼吸量的计算
• 3.2.4 森林生态系统碳贮量、碳密度的计算
• 3.2.5 森林生态系统碳平衡的计算
• 3.2.6 森林生态系统生产力（GPP,NPP和NEP）的计算
• 4 森林生态系统生物量及年净生产力
• 4.1 各林分的现存生物量
• 4.2 各林分的年净生产力（NPP）
• 4.3 林分生物量年净生产力与林分总生物量的关系
• 5 森林生态系统各组分含碳率
• 6 森林生态系统各组分碳密度、碳贮量及分配
• 6.1 乔木层
• 6.2 林下植被层
• 6.3 地上与地下凋落物层
• 6.4 土壤层
• 6.5 不同森林类型总碳贮量及分配
• 7 森林生态系统碳平衡
• 7.1 森林植被年净固碳量（收入项）
• 7.2 土壤异氧呼吸年释放量（支出项）
• 7.3 森林生态系统碳收支平衡
• 8 森林生态系统碳通量
• 9 结论
• 9.1 含碳率
• 9.2 碳贮量
• 9.3 碳密度
• 9.4 碳平衡
• 9.5 碳通量
• 10 创新点与研究展望
• 10.1 创新点
• 10.2 研究展望
• 参考文献
• 附录（攻读学位期间的主要学术成果）
• 致谢