气候暖化对落叶松林碳分配影响的研究

摘要

以全球变暖为主要特征的气候变化是全球变化研究的核心问题和重要内容，它已经严重影响了我国北方的兴安落叶松林。本研究在兴安落叶松分布区域内，按纬度梯度选取兴安落叶松林作为研究对象，采用交互移栽的实验方式，来分析气候暖化对兴安落叶松林碳分配的影响。 根据实际调查发现，不同纬度地区的兴安落叶松在生长上存在差异。同时，纬度上的差异也给兴安落叶松的碳分配模式带来了显著影响。兴安落叶松的叶质量比(LMR)、干质量比(SMR)、根质量比(RMR)和根冠比(R/S)均受纬度的不同存在显著差异，各比值的变化范围分别是：0.138～0.287、0.223～0.407、0.149～0.255和0.176～0.351。兴安落叶松的LMR、RMR和R/S随着纬度的增加而增大，但SMR却随纬度的增加而减小。 不同纬度地区的兴安落松林林分的总碳贮量变化范围是：122.3±29.9～300.3±41.5g·m<'-2>，其受纬度的变化存在着显著差异。林分内地下部分与地上部分碳贮量比值在0.099±0.039与0.208±0.025之间，受纬度因素差异的影响也十分显著，并随纬度的增加有较小的趋势。但纬度的变化并没有给林分的灌草层碳贮量带来差异，其在林分地上碳贮量中所占比例随纬度的增加而增加。各林分的根系碳贮量的变化范围是：10.2±1.2～51.2±5.4 g·m<'-2>，其中，中细根(<5 mm)碳贮量并没有受到纬度因素的影响，只有粗根(>5mm)受纬度的影响存在较大差异。但是，中细根在根系总碳贮量中所占的比例却随着纬度的增加明显变大；同时，中细根在土壤中的分布随着纬度的增加而逐渐变浅，主要集中分布于土壤表层0-10 cm深度处。纬度地区的不同对兴安落叶松林的总净初级生产力(Net primary productivity，NPP)的影响极显著，变化范围89.03～399.86 gC·m<'-2>·a<'-1>。 不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统的土层平均深度、土壤有机碳(Soil organic carbon，SOC)碳含量总体平均值、SOC总密度之间均存在显著差异。其中，各研究地的土壤的平均深度随纬度的增加而减小，最小的为24.50 cm，最大的超过100 cm；土壤SOC含量的总体平均值变化范围为50.84～121.27 mg·g<'-1>，并且随土壤深度的增加而成倍减小；SOC总密度变化范围为14.10～36.58 kg·m<'-2>，土壤SOC密度随土壤深度的增加而增大，且增加的幅度也随土壤深度而增大。研究气候暖化对兴安落叶松林生态系统碳分配格局的影响不仅具有重要的理论意义，而且还可为本区域乃至全国的碳循环研究提供可靠的基础数据。量化气候暖化对兴安落叶松碳储量和碳分配格局的影响，准确地评估兴安落叶松林的NPP状况，对于认识兴安落叶松林在全球变化中的作用与地位，了解气候变化对兴安落叶松林生态系统可能产生的影响，以及评估兴安落叶松林对全球气候暖化的贡献具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的和意义

2研究地概况及研究方法

2.1研究地概况

2.2研究方法

2.2.1实验设计

2.2.2兴安落叶松的单木生长方程的数据采集

2.2.3林分生物量调查

2.2.4土壤样品的采集

2.2.5样品碳含量的测定

2.2.6兴安落叶松林总碳贮量的计算

2.2.7兴安落叶松林净初级生产力的测定

2.2.8数据处理

3结果与分析

3.1兴安落叶松的异速生长方程的建立

3.2不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统植物器官碳含量

3.3不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统碳贮量及其分配

3.3.1兴安落叶松单木碳分配模式

3.3.2兴安落叶松林林分碳贮量及其分配

3.3.3兴安落叶松林NPP

3.3.4兴安落叶松林土壤碳贮量

4讨论

4.1不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统植物器官碳含量

4.2不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统碳贮量及其分配

4.3不同纬度地区的兴安落叶松林生态系统土壤碳贮量

4.4研究的局限性和科学价值

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢