宁南山区6类退耕植被生态系统碳汇特征研究

摘要

针对评价宁南山区生态建设和退耕还林工程的需求，本文以宁南黄土丘陵区隆德县为对象，在退耕还林实施区，选择11年生华北落叶松和10年生山杏乔木林、8年生的沙棘、柠条、山毛桃灌木林和10年紫花苜蓿人工草地，设置样地，测算乔木层、灌木层、草本层的生物量，并取0-100cm土层土样，测定不同土层土壤容重与有机碳含量，研究六种植被生态系统植被有机体、土壤、生态系统碳密度及其分配特征，估算隆德县退耕还林还草工程碳储量，旨在为科学评估退耕还林还草效益和为区域碳汇数据库提供基础数据，获得主要研究结果如下：
　　1、不同植被类型的各器官的碳密度及其分配不相同，山杏人工林各植物器官碳密度大小依次为：树干>树枝>树根>树叶；落叶松人工林各植被器官碳密度大小依次为：树干>树根>树枝>树叶；三种灌木人工林各器官碳密度分配规律为：枝>根>叶，苜蓿人工草地各器官碳密度分配规律为：根>叶。
　　2、在0-100cm土层，六类植被的土壤有机碳含量随着土层深度的增加总体呈下降趋势，平均值由大到小依次为：10a山杏林地(7.96±0.25gC/kg)>11a落叶松林地(6.69±0.31gC/kg)>8a山毛桃林地(6.41±0.69gC/kg)>农耕地(6.12±0.60gC/kg)>8a沙棘林地(6.11±1.06gC/kg)>10a苜蓿地(5.54±0.62gC/kg)>8a柠条地(4.64±0.13gC/kg)；不同植被的土壤有机碳密度由大到小依次为：落叶松林地(82.11tC/hm2)>山杏林地(73.47tC/hm2)>山毛桃林（68.01 tC/hm2）>农耕地(59.55tC/hm2>苜蓿地（56.42tC/hm2)>沙棘林地(56.05tC/hm2)>柠条地(46.37tC/hm2)。
　　3、山杏、落叶松人工林生态系统碳密度（土壤+植被）分别为：85.10和106.12tC·hm-2，两个人工林生态系统中的碳密度在各层的分布格局也基本一致，表现为土壤层是生态系统碳密度的主要部分，分别在上述两个生态系统中占总碳密度的86.38％和77.26%；其次为乔木层，分别占总碳密度的12.35%和20.46%；林下植被层所占比例最小，分别占总碳密度的1.28%和2.28%。
　　沙棘、柠条、山毛桃灌木林生态系统碳密度（土壤+植被）分别为：63.29，52.82和77.78tC·hm-2，三种灌木林生态系统中的碳密度在各层的分布格局也基本一致，总体表现为土壤层是生态系统碳密度的主要部分，分别在上述三个生态系统中占总碳密度的88.56%、87.79%和87.44%；其次为灌木层，分别占总碳密度的10.18%、11.25%和12.16%；林下植被层所占比例最小，分别占总碳密度的1.26%、0.97%和0.40%。
　　10年生紫花苜蓿人工草地生态系统碳密度为61.39tC·hm-2，其中土壤层最大，为56.42tC·hm-2，占总碳密度的91.90%，是生态系统碳密度的主体，其次为紫花苜蓿（4.17tC·hm-2），占总碳密度的6.79%，其他杂草仅占1.30%。
　　4、隆德县退耕还林还草工程总碳储量为130.382万tC，其中植被总碳储量为20.265万tC，土壤碳储量为110.115万tC，以标准林业碳汇价格（14.7美元/tC）估算出隆德县退耕还林的碳汇经济价值为11764.185万元。
　　退耕后，同坡耕地相比，10a山杏和11a落叶松人工林生态系统碳密度分别增加42.90%和78.46%，8a山毛桃人工林生态系统碳密度增加30.61%，8a沙棘人工林生态系统碳密度总体略有增加（6.28%），8a柠条人工林生态系统碳密度较坡耕地减少了11.30%，10a紫花苜蓿人工草地的生态系统碳密度增加了3.09%，退耕工程有助于固碳增汇。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1 选题背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外研究进展

1.4 主要研究内容

1.5 技术路线

2材料与方法

2.1研究区概况

2.2宁南山区退耕还林状况

2.3研究方法

3六类退耕植被的植被层碳密度及其分布

3.1不同植被类型生物量及其分布特征

3.2不同植被类型各器官碳含量

3.3不同植被类型各器官碳密度及其分布特征

3.4讨论

3.5 小结

4六类退耕植被生态系统的土壤有机碳密度及其分配

4.1不同土地利用类型土壤有机碳含量及其分配特征

4.2 不同土地利用类型土壤有机碳密度及其分配

4.3 讨论

4.4 小结

5六类植被生态系统碳密度及退耕还林总碳储量

5.1 乔木生态系统碳密度及其分配

5.2 灌木和草本生态系统碳密度及其分配

5.3退耕还林工程总碳储量

5.4 退耕还林工程碳汇经济效益

5.5 讨论

5.6 小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

附录