内蒙古大青山主要森林植被生产力与碳储量研究

摘要

作为重要的温室气体之一，CO2对大气的增温速率最显著。温室效应使全球气候变暖，如何减少温室气体的排放，吸收和固定大气的温室气体是当今世界各国关注的重大问题。森林植被的碳汇能力使其能够通过光合作用吸收CO2并将其以自身生物量的形式进行固定。研究森林的碳汇作用成为全球碳平衡和碳循环研究中的重点内容。内蒙古大青山地处阴山山脉中段，是阴山山地中山地森林、灌丛、草原等植被类型保存最为完好的一部分，是该地区生物多样性最集中的区域。因此，该区域对于维护荒漠草原生态稳定性，涵养水源、保持水土、固碳释氧、生物多样性保护以及屏护山前河套平原乃至华北平原的生态安全发挥着重要的作用。
　　本文通过对大青山自然保护区二类调查成果的分析，对大青山地区的森林资源进行现状分析和评估，确定了大青山地区主要森林类型为生态公益林，分析研究区各类用地面积、森林分类、森林起源、各类林木面积和蓄积、林种结构、林龄结构和树种组成等信息，确定研究区主要森林植被乔木和灌木的优势树种分别为白桦天然次生林、油松人工林、华北落叶松人工林和虎榛子灌丛。并以此为研究对象，进行了样地调查，分析了各植被类型的林分生长因子相互关系和生物生产力，通过模型拟合建立了三种乔木树种胸径与树高关系和虎榛子灌丛地径与株高关系模型以及生物量模型;并在此基础上，利用样地资料和研究区最新二类调查成果建立了蓄积量与生物量的回归模型，实测了主要森林植被的含碳率，确定出研究区主要植被类型的碳密度和碳储量。
　　具体研究结论如下:
　　1、通过对研究区主要植被类型径-高关系的分析建立主要森林植被径-高关系非线性回归模型如下:
　　白桦天然林:H=44.2159e-3.17e-0.004937D
　　油松人工林:H=315.5343-6.3077D-0.2448
　　华北落叶松人工林:H=34.3551(1-e-0.0245 D1.0134)
　　虎榛子灌丛:H=31.5088(1-e-0.04306D)1.6293
　　2、建立研究区主要植被类型总量生物量模型:
　　白桦天然林:W=11.8442D1.5456H-0.7158(CW)0.09962L0.3331
　　华北落叶松人工林:W=5.4352D1.9396H-0.7310（CW）-77.2434L-38.0762 V138.5279V0.2159
　　油松人工林:W=-91.1651+5.4969 D-0.0079 D3+92.2052(CW)-36.6952(CW)2+4.1424(CW)3+0.7454L2-0.0944L3+0.01549 V12-7.1312×10-5V13-357.28V+2956.576 V2
　　虎榛子灌丛:W=0.009079D0.788206H1.861322
　　3、建立乔木树种生物量与蓄积量关系模型为:
　　白桦天然林: W=1.150211V0.745282
　　华北落叶松人工林: W=0.975285 V0.891698
　　油松人工林: W=8.750701+0.349004V-0.000263V2+1.58×10-7V3
　　4、测定了研究区各森林植被类型各器官的含碳率，白桦天然林:总平均含碳率为0.4905，树干为0.4374，树枝为0.5224，树叶为0.5148，树皮为0.4853;油松人工林:总平均含碳率为0.4608，树干为0.5268，树枝为0.4145，树叶为0.4674，树皮为0.4344;华北落叶松人工林:总平均含碳率为0.4956，树干为0.4881，树枝为0.5020，树叶为0.5103，树皮为0.4344;虎榛子灌丛:总平均含碳率为0.4306，干为0.4419，叶为0.4192，根为0.4549。
　　5、研究区主要森林植被类型储碳密度分别为:白桦天然林46.0887t/hm2;油松人工林27.0094t/hm2;华北落叶松人工林18.0323t/hm2。碳储量分别为:白桦天然林1.9968Tg;油松人工林0.2183Tg;华北落叶松人工林0.03395Tg。乔木层总碳储量为4.9392Tg。虎榛子灌丛总碳储量为1.590864Tg，地上部分的碳储量为0.713426Tg，根碳储量为0.87819Tg。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 林分生长特征因子相互关系研究现状

1．3．2 森林生物量和生产力研究现状

1．3．3 森林植被碳储量研究现状

1．4 研究内容及方法

1．4．1 大青山森林资源现状分析与评价

1．4．2 主要森林植被类型径-高关系研究

1．4．3 生物量模型的研究

1．4．4 乔木生物量-蓄积量模型

1．4．5 含碳率与森林植被碳储量研究

1．5 技术路线

2 研究区森林资源现状分析

2．1 研究区基本概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候与水文

2．1．3 土壤

2．1．4 野生动植物资源

2．2 森林资源现状

2．2．1 森林类型

2．2．2 各类用地面积

2．2．3 森林分类

2．2．4 乔木林资源现状

2．2．5 灌木林资源

2．3 森林资源现状分析

3 主要森林植被类型生长特征因子相互关系研究

3．1 研究方法

3．1．1 样地设置与调查

3．1．2 统计回归软件Eviews简介

3．2 模型选择与检验

3．2．1 模型选择与结构设计

3．2．2 模型检验

3．3 样地概况及数据来源

3．3．1 乔木树种

3．3．2 灌木树种

3．4 主要森林植被径-高关系模型研究

3．4．1 乔木林分胸径-树高相关性分析

3．4．2 灌木林分地径-株高相关性分析

3．4．3 模型选定与拟合过程

3．4．4 模型检验

3．5 小结

4 森林生物生产力研究

4．1 生物量的测定方法

4．1．2 树干、枝、叶生物量测定

4．1．3 单木生物量的测定

4．1．4 林分生物量的测定

4．1．5 林分总生物量估算方法

4．1．6 灌木树种生物量测定及估算方法

4．2 生物量模型谴模方法

4．2．1 模型变量的选择

4．2．2 模型的选择与结构设计

4．3 数据来源

4．4 乔木树种生物量模型的研究

4．4．1 生物量与测树因子相关性分析

4．4．2 总生物量模型

4．4．3 器官生物量模型

4．4．3 模型检验分析

4．5 虎榛子灌丛生物量预测模型的研究

4．5．1 生长因子与生物量相关性分析

4．5．2 模型选定与拟合过程

4．5．3 模型拟合结果

4．5．4 模型检验

4．6 本章小结

5 乔木树种生物量与蓄积量相关关系研究

5．1 生物量与蓄积量间的相关关系研究

5．2 生物量与蓄积量模型的建模

5．3 模型检验分析

5．4 小结

6 主要森林植被碳储量研究

6．1 含碳率的测定

6．1．1 样品采集与预处理

6．1．2 样品分析

6．1．3 含碳率的计算方法

6．1．4 含碳率测定结果

6．2 碳储量的估算

6．2．1 乔木层各林分总生物量

6．2．2 乔木层碳储量估算

6．2．3 灌木层碳储量估算

6．4 小结

7 结论与讨论

7．1 结论

7．2 主要创新点

7．3 讨论

致谢

参考文献

作者简介