半干旱区沙地黄柳人工林碳汇功能研究

摘要

荒漠化是当今世界上最严峻的环境问题之一。此外，受人类活动的影响引起全球变暖及气候变化，已成为各国政府和科学家关注的热点问题。植被恢复是防治与治理土地荒漠化的有效措施。半干旱区沙地灌木人工林具有多种生态服务功能，其中固碳功能是灌木林生态系统中重要的服务功能之一。
　　本文以科尔沁沙地南缘的敖汉旗风沙土区典型灌木黄柳（Salix gordejevii）人工林为研究对象，在全面调查该区域黄柳的栽植密度、立地条件、林龄、平茬年限等资料的前提下，分析了风沙土区黄柳林分的生长状况，对风沙土区主要灌木黄柳的地上生物量模型进行构建、不同林龄的黄柳人工林及平茬后不同年限的固碳效应做了分析。通过以上研究分析半干旱沙地主要植被的碳库特征及变化规律，并为全面评价沙地生态服务功能提供基础数据，同时为高碳吸存的灌木林集约经营的管理模式提供借鉴。
　　通过研究得出以下结论:
　　(1)本文中黄柳灌丛的地上最优生物量估测模型方程是以DH（纵断面周长）为自变量的幂函数方程y=2.193x1.291（R2=0.915，P<0.001），经精度检验（RS<30％；RM.A<20%）得出生物量的最优估测模型的拟合结果良好。
　　(2)对不同林龄的黄柳人工林植被层的生物量进行研究后得到：在整个林龄序列中植被层的生物量的最优拟合方程为y=-8.501x2+334.47x-812.61，R2=0.968；不同林龄黄柳植被层的生物量主要以灌木层为主体，而草本层所占比例较小；对不同林龄的黄柳人工林生态系统的碳密度进行研究后得到：林龄为2a到33a的黄柳人工林生态系统碳密度的变化规律呈现先快速增加后缓慢增加最后趋于稳定的增长趋势，其最优拟合方程为y=-3.767x2+212.37x+294.59，R2=0.990；生态系统各组分碳密度的排列顺序均为土壤层>灌木层>林下草本层>凋落物层，土壤层碳密度均占总碳密度的59.77%以上，且增加的碳密度主要在表土层（0-20cm），而草本层和枯落物层的碳密度所占生态系统的比例较小，两者之和小于5%。
　　(3)对不同林龄（13a，15a，18a，21a）的黄柳人工林进行平茬更新后发现，平茬对黄柳的枝条和根的生长具有明显的促进作用，其中灌丛枝条总数目、长度和基径的平均值都随着平茬后林龄的增加呈增长趋势；不同林龄黄柳灌丛平茬(1-4a)与未平茬灌丛的叶片平均长度、宽度和长宽比例呈显著性差异，其中平茬后(1-5a)生黄柳叶片的平均长度为8.11cm，叶宽平均约为5.39mm，而未平茬叶片平均长为5.84cm，叶片宽平均为2.65mm。
　　不同林龄黄柳灌丛灌木层生物量和密度均以根系为主体，对平茬5a后的黄柳灌木林碳密度与生物量进行研究发现，平茬林龄为18a的黄柳碳密度和生物量值最大；黄柳灌丛地上生物量和碳密度均以枝占主体部分，平茬后枝和叶的生物量生长速度较快，所占灌木层的比例逐步增加，其中21a生黄柳平茬后地上生物量和碳密度增长速率最大，最优拟合方程为y=28.24x1.642，R2=0.987，而根的生长在黄柳林龄为15a时增长最快，不同林龄的黄柳灌木林平茬（1-5a)后地上生物量和碳密度的年增长速率总体上在第4a达到最大，为使林分向健康稳定的方向发展，同时使林分充分发挥其碳汇功能，应在黄柳灌木林平茬5a后的春季再次进行平茬更新。

目录

声明

1 前言

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

2.1 地理位置

2.2 地形地貌

2.3 气候特征

2.4 土壤特征

2.5 植被分布特征

2.6 森林资源概况

3 研究内容与方法

3.1 研究内容

3.2 研究方法

3.3 技术路线

4 黄柳人工林的固碳功能研究

4.1 单木生物量模型

4.2 植被层的碳库特征

4.3 黄柳人工林凋落物层的固碳效应

4.4 土壤层碳库特征

4.5 黄柳灌木林生态系统碳密度及其分配

5 人工更新复壮对黄柳灌木林固碳功能的研究

5.1 平茬对黄柳灌丛枝条数目、长度和基径的影响

5.2 平茬对黄柳灌丛叶片的二维尺度差异

5.3 黄柳灌丛人工更新复壮后灌木层的生物量及分布特征

5.4 人工更新复壮黄柳人工林灌木层固碳效应及其分配

6 结论

致谢

参考文献

作 者 简 介