中国主要森林群落林下土壤有机碳储量格局及其影响因子研究

论文摘要

土壤碳循环和碳蓄积研究是当前陆地生态系统碳循环以及全球变化研究的热点内容之一。土壤有机碳库储量是全球温室气体的一个主要源和汇,同时土壤作为人类生存和发展的基底环境,很容易受到人类活动影响,土壤碳库的轻微变动都有可能引起大气环境和陆地生态系统的迅速响应。研究陆地土壤碳蓄积现状和碳循环过程的控制及反馈机制,是预测大气CO2含量及全球气候变化的基础,也是合理有效利用土地资源,缓解温室效应的依据。森林土壤在全球碳循环中起着重要作用,对森林土壤碳储量进行比较细致的调查,有助于对森林土壤碳蓄积在全球碳循环中的地位进行准确地评估,也有利于全球大气碳平衡的计算。本文首先论述了森林生态系统土壤有机碳格局及其影响因子的研究进展。利用已有文献与著作资料中的我国森林土壤剖面数据资料以及实地采样数据,结合1:400万的土壤类型图、全国人工林与天然林分布图和全国森林资源清查数据估算了我国主要森林群落林下土壤碳库储量,并分析了土壤碳密度的垂直分布特征与空间分布特征。结合各剖面点的气温、降水、海拔高度、植被和土壤养分及质地状况的相关关系对其分布的影响因子进行分析。通过分析研究,得到以下初步结论:（1）森林土壤有机碳垂直分布格局:利用全国森林现有的土壤剖面数据,分析其有机碳在不同深度间隔土层中的垂直分布特征,得出有机碳主要储存在0～20cm土壤中,随着土层深度增加,有机碳储量逐渐减小。其中0～40cm之间,普遍下降比较明显。并不同的分类划分比较下,显示出不同的差异。（2）我国主要森林群落林下土壤有机碳库特征:根据我国森林现有的土壤剖面数据资料,并结合1:400万全国土壤类型分布图、全国森林分区图以及全国各省人工林和天然林面积分布计算可得,全国各省人工林与天然林总面积为169.0163×106公顷,总碳储量值为208.45×108t。土壤平均碳密度为12.33 Kg/m2。中国主要森林（天然林和人工林）面积占我国国土面积（不计算台湾及南海诸岛）的19.26%,其有机碳储量占全国大陆陆地土壤总有机碳储量的22.56%。（3）我国主要森林群落林下土壤碳库空间分布特征:由纬度变化造成的温度变化差异和由经度变化造成的降水量差异对我国森林土壤有机碳密度具有很大的影响。我国主要森林土壤较高的有机碳密度主要分布于（E80°～98°,N27°～36°）和（E120°～133°,N39°～50°）区域。分别从这两个区域向东和向南,森林土壤有机碳密度有明显的递减趋势。（4）森林土壤碳储量的影响因子:分析土壤有机碳与气温、降水和土壤特性的相关关系,结果显示,海拔升高会增加部分地区或部分土层的有机碳密度,但对森林土壤碳的影响并不明显（R=0.58,P＞0.01）;土壤有机碳储量随着全N含量增加而增加（R=0.39,P＜0.01）,且土层加深,全N含量逐渐减少,土壤有机碳密度随之减小,与全P、全K关系不明显;森林土壤有机碳储量随着气温的增加而降低（R=-0.339,P＜0.001）,随着降水量的增加而增加（R=0.495,P＜0.001）;土壤PH值与有机碳含量表现出一定的负相关关系,但并不显著（R=-0.046,P＞0.01）;森林土壤有机碳含量随着容重的增大而减小（R=-0.445,P＜0.001）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 《京都议定书》（Kyoto Protocol）
• 1.2 森林土壤碳库研究进展
• 1.2.1 森林土壤碳库在碳循环中的作用
• 1.2.2 土壤有机碳储量的估算方法
• 1.3 土壤有机碳格局研究进展
• 1.3.1 土壤有机碳储量的空间格局
• 1.3.2 土壤有机碳密度垂直格局
• 1.4 影响森林土壤有机碳储量的因素
• 1.4.1 自然因素
• 1.4.2 人文因素
• 1.5 中国主要森林土壤分布概况
• 1.5.1 中国主要森林分布概况
• 1.5.2 中国主要森林土壤分布概况
• 1.5.2.1 中国森林土壤的垂直分布
• 1.5.2.2 中国森林土壤的水平分布
• 2 研究方法
• 2.1 研究范围
• 2.2 基础资料和数据
• 2.3 研究目标
• 2.4 技术路线
• 2.5 研究方法
• 3 结果与分析
• 3.1 中国主要森林群落林下土壤土壤碳密度的垂直分布格局
• 3.1.1 不同分区森林60cm土壤碳密度垂直分布
• 3.1.2 不同土壤类型下土壤有机碳垂直分布特征
• 3.1.3 不同气候条件下土壤有机碳垂直分布特征
• 3.2 中国主要森林群落林下土壤有机碳蓄积量及其空间分布格局
• 3.2.1 中国主要森林群落林下土壤有机碳库储量的估算
• 3.2.2 中国主要森林群落林下土壤有机碳库储量的空间分布格局
• 3.2.2.1 中国主要森林群落林下土壤有机碳密度的地带性分布格局
• 3.2.2.2 中国主要森林群落林下土壤有机碳库储量的空间分布格局
• 3.3 中国主要森林群落林下土壤有机碳格局的影响因子
• 3.3.1 海拔
• 3.3.2 土壤养分
• 3.3.3 气候因子（气温与降水）
• 3.3.4 PH值
• 3.3.5 土壤质地与容重
• 3.4 森林土壤碳储量分区经营措施
• 4 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 展望
• 4.2.1 研究的不足
• 4.2.2 展望
• 参考文献
• 致谢