干热河谷赤桉和新银合欢人工林碳库特征及其固碳潜力研究

摘要

营造类型多样的人工林是干热河谷植被恢复的重要手段。赤桉因其适应性强、耐旱耐贫瘠、经济价值高，在干热河谷大面积种植。新银合欢具有良好的辅佐和改土护土作用，是干热河谷适宜造林的速生伴生树种。对该地区的碳汇研究还尚未见报道，因此，将植被恢复与碳汇增汇研究结合起来对于该地区的生态经济建设具有重要意义。本文采用生物量法，对元谋干热河谷20 a生赤桉纯林、新银合欢纯林及赤桉×新银合欢混交林三种林分进行对比研究，并结合野外调查的不同立地条件、不同林龄赤桉和新银合欢人工林相关数据，拟探明不同营林模式下赤桉和新银合欢的生长特性、生物量分配规律、碳库及固碳潜力特征。本论文主要结论如下:
　　 (1)混交林林分生物量(82.99 t·hm-2)介于赤桉纯林(60.64 t·hm-2)和新银合欢纯林(127.79 t·hm-2)之间;混交林内赤桉单株平均生物量(44.32 kg)较其纯林(29.58 kg)提高了49.83％，新银合欢较其纯林下降36.05％。新银合欢纯林地上部分生物量分配比例(78.04％)显著高于赤桉纯林(73.43％)，赤桉混交林除粗根分配比例高于其纯林外，其他径级的侧根（中根、小根和细根）分配比例均低于其纯林，新银合欢则正好相反。
　　 (2)赤桉纯林的枝叶主要分布在树干3m以上，新银合欢纯林较低（在2m处即开始大量分布）;混交林中赤桉枝叶集中分布在树冠顶层，新银合欢则主要在中下层。新银合欢纯林根系分布深度集中在0～40 cm土层，赤桉纯林和混交林则在0～80 cm和0～60 cm土层。赤桉和新银合欢侧根生物量比例较高(33.23％～47.22％)。
　　 (3)三种林分总碳密度差异较大。新银合欢纯林为151.64 T.hm-2，混交林为97.18T.hm-2，赤桉纯林为85.67 T.hm-2。在纯林和混交林中，相同树种间各器官含碳率为44.15％～46.58％。三种林分枯落物层碳密度在0.55～0.82 T.hm-2之间，土壤碳密度在56.7～94.66T.hm-2之间。
　　 (4)对元谋盆地人工林的调查发现，随海拔增加，各林分碳密度都呈降低的趋势，海拔1100m以下的碳密度最大;不同海拔碳密度基本呈混交林＞赤桉纯林＞新银合欢纯林，赤桉纯林随坡度增加碳密度呈降低趋势，新银合欢纯林则相反;两个树种的混交林则是15～25°时碳密度达最大。
　　 (5)赤桉、新银合欢树高平均生长量和连年生长量总体均呈下降趋势，胸径的平均生长量和连年生长量在5～10年呈下降趋势，10～15年又启上升（混交林内的赤桉除外）。三种林分都是在前20 a碳密度增加迅速，20 a时碳密度是10a时的2.86～3.06倍。20～30 a时增加缓慢，此后变化不明显。30a时赤桉纯林碳密度达32.51 T.hm-2、新银合欢纯林达72.93 T.hm-2、混交林为45.93 T.hm-2。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的及意义

1．1．3 项目来源与经费支持

1．2 国内外研究进展

1．2．1 干热河谷植被研究

1．2．2 森林生物量与碳库的研究现状

1．2．3 碳汇研究的计量方法

1．2．4 影响森林碳储量的因素

1．2．5 增加碳汇的方法

1．3 存在问题及展望

1．4 研究目标与主要内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究的主要内容

1．5 技术路线

第二章 实验材料与研究方法

2．1 研究区概况

2．2 实验林概况

2．3 研究方法

2．3．1 标准地调查

2．3．2 生物量测定方法

2．3．3 植物样品采集

2．3．4 碳储量计算

2．3．5 固碳潜力评估

2．4 数据统计分析

2．4．1 生物量模型的建立

2．4．2 生物量空间分布模型

2．4．3 生物量蓄积量模型的建立

2．4．4 树干解析与logistic生长方程

第三章 结果与分析

3．1 人工林生物量及其空间格局特征

3．1．1 平均单株林木生物量及其器官分配

3．1．2 林分生物量及其器官分配

3．1．3 生物量回归模型

3．1．4 人工林生物量空间分布格局

3．1．5 小结

3．2 人工林碳库特征

3．2．1 人工林各器官平均碳含量

3．2．2 林分各器官碳密度

3．2．3 林分碳汇价值

3．2．4 林分枯落物碳密度

3．2．5 林分土壤有机碳密度

3．2．6 小结

3．3 不同立地条件下两种树种人工林碳库特征

3．3．1 不同海拔植被有机碳密度

3．3．2 不同坡度植被有机碳密度

3．3．3 不同坡向植被有机碳密度

3．3．4 小结

3．4 人工林固碳潜力

3．4．1 乔木层生物量-蓄积量回归模型

3．4．2 赤桉和新银合欢生长过程

3．4．3 赤桉和新银合欢生长特性

3．4．4 赤桉和新银合欢固碳潜力

3．4．5 干热河谷赤桉和新银合欢人工林碳汇估算模型

3．4．6 小结

第四章 结论与讨论

4．1 结论

4．2 讨论

4．2．1 人工林生物量及其分配规律

4．2．2 人工林空间分布规律特征

4．2．3 人工林碳汇特征

4．2．4 人工林生长规律特征

4．3 展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢