豫东平原农田防护林不同经营模式的碳动态研究

摘要

随着大气中二氧化碳浓度的上升而导致温室效应日益严重，全球气温不断的升高。世界各地的生态学家都在对碳储量和碳循环进行研究，为减少大气中二氧化碳浓度以减缓温室效应而提供理论依据和方法。其中，在农田中构建农田防护林以增加农林复合系统的碳储量是一个很好的办法。但是目前对农田防护林的研究较多的是其改善农田小气候、防风固沙、改良土壤、经济社会效益等方面，而对于防护林的碳储量和碳通量研究较少。本文以豫东平原的民权林场的农田防护林作为研究对象，按照乔木、草本、土壤这三个部分，分别研究其碳储量和以一年为周期的不同月份的碳储量的详细变化，同时还对土壤呼吸所释放的碳的速率进行了取样分析，为发展农田防护林所提供的碳汇提供详细的数据，同时对不同月份的碳汇变化也做了研究，这对了解农田防护林的碳循环机理提供了数据基础。
　　 本文选择豫东平原民权林场的农田防护林作为具体的研究对象，采用标准样地、回归等方法分别调查了杨树莎草间作、杨树苏丹草间作、刺槐纯林、杨树纯林、苦楝纯林、杨槐混交这六种具有代表性的林分构成的林木和林下草本的生物量和碳储量，同时每个月对林下土壤进行取样，带回实验室测定其中的有机碳含量，同时还对六块样地进行土壤呼吸速率的测定，最后估算六块样地的碳储量和土壤的碳释放速率。具体研究结果如下：
　　 (1)各样地的碳储量
　　 杨树莎草间作类型的碳储量为103.88t/hm2，杨树苏丹草间作类型的碳储量为208.51t/hm2，刺槐纯林类型的碳储量为269.03t/hm2，杨树纯林类型的碳储量为141.0t/hm2，苦楝纯林类型的碳储量为131.31t/hm2，杨槐混交类型的碳储量为267.03t/hm2。各样地的碳储量排序为刺槐纯林>杨槐混交>杨树苏丹草>杨树纯林>苦楝纯林>杨树莎草。
　　 (2)各样地的土壤呼吸速率
　　 各样地的土壤呼吸速率都是在一月份的时候达到最低值，而在八月份的时候达到最高值。各样地的土壤呼吸排放速率分别为：杨树莎草间作类型全年平均土壤呼吸速率为0.047g·m-2·h-1，杨树苏丹草间作类型全年平均土壤呼吸速率为0.055g·m-2·h-1，刺槐纯林类型全年平均土壤呼吸速率为0.051g·m-2·h-1，杨树纯林类型全年平均土壤呼吸速率为0.062g·m-2·h-1，苦楝纯林类型全年平均土壤呼吸速率为0.040g·m-2·h-1，杨槐混交类型全年平均土壤呼吸速率为0.040g·m-2·h-1。
　　 全年的碳排放量为：杨树莎草，1.123t/hm2；杨树苏丹草，1.314t/hm2；刺槐纯林，1.218t/hm2；杨树纯林，1.481t/hm2；苦楝纯林，0.956t/hm2；杨槐混交，0.956t/hm2。