西藏草地生态系统植被碳贮量及其影响因子分析

在广泛收集资料的基础上,利用平均碳密度方法,估算了西藏草地生态系统中17类草地植被的碳贮量,并分析了其影响因子。结果表明:(1)17类草地植被总面积为8 205.194×10~4hm~2,草地植被总碳贮量为189.367 TgC,草地植被平均碳密度为2.308 t/hm~2,不同草地植被类型差异较大,在0.396～20.471 t/hm~2之间波动;(2)从区域分布来看,阿里、那曲、日喀则3地区,既是西藏草地主要的分布区,分布面积占西藏草地总面积的84.156%,又是西藏草地生态系统碳贮量的主要贮藏库,其中植被碳贮量占整个17类草地植被碳贮量的60.278%;(3)采用逐步回归模型和主成分分析方法,分析了气候因子对西藏草地植被碳贮量的影响程度,指出降水对草地植被碳贮量的贡献大于气温。     

太行山丘陵区群落演替进程中碳贮量变化特征

为了解植被演替过程中碳贮量分布格局,以太行山丘陵区典型群落为研究对象,采用样地调查法,对其生态系统碳贮量进行了研究.结果表明:(1)土壤碳密度随演替进程逐渐提高,其排序为:乔木阶段(58.3 t/hm2)＞灌丛阶段(43.1 t/hm2)＞草本阶段(20.47 t/hm2);(2)土壤活性有机碳含量随演替进程呈逐渐增高的趋势.其含量排序为:乔木阶段(0.94%)＞灌丛阶段(0.84%)＞草本阶段(0.34%);(3)在群落演替的过程中,植被碳贮量逐渐增加,栓皮栎群落最高,达40.30 t/hm2;草本群落阶段最低(1.34 t/hm2);灌木群落居中(8.26 t/hm2).在碳贮量构成中,乔、灌群落的乔木层碳贮量所占比重最高;草本层所占比例最小.草本层碳贮量所占比例随演替进程呈下降趋势.(4)生态系统碳总贮量随演替进程呈上升态势.由草本阶段的21.81 t/hm2,增加到灌木阶段的51.36 t/hm2,乔木群落阶段达到最大,为92.63 t/hm2.生态系统碳贮量增加约4.3倍.在碳贮量构成中,土壤碳储量所占比重最大.土壤碳贮量占总贮量的比重随演替进程呈下降趋势.     

粤东北山区几种森林土壤有机碳储量及其垂直分配特征

研究了粤东北山区的天然常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松针叶林和桉树人工林等4种主要森林类型土壤有机碳储量及其分配特征.结果表明:(1)4种林分土壤有机碳平均含量在8.14～12.24 g/kg之间,常绿阔叶林最高,其次为针阔混交林.桉树人工林最小.土壤有机碳含量随深度增加而递减.但植被类型不同其减少程度不同.其中阔叶林变化幅度最大达72.04%.土壤有机碳表聚性明显.(2)4种林分土壤碳密度存在显著差异,其各土层变化范围为1.57～5.18 kg/m~2.土壤碳密度亦随深度增加而减少,自然地带性植被类型各个土层土壤碳密度均高于次生植被类型对应的碳密度.对于整个土层而言,各林分土壤碳密度在12.28～15.90 kg/m~2之间,总平均值为14.14 kg/m~2.(3)4种林分土壤碳储量整体较低,平均值为141.43 t/hm~2,表层土壤碳储量贡献不大.人为干扰活动对研究区森林土壤碳储量影响明显,是制约土壤碳储量大小的重要因素.     

纳帕海高原湿地土壤有机碳密度及碳储量特征

选取纳帕海典型沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究纳帕海湿地土壤有机碳密度及碳储量特征。结果表明:沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳含量明显高于草甸土壤;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤剖面有机碳密度与有机碳含量变化趋势基本一致,沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳密度均在30kg/m3以上,草甸土壤0-40cm有机碳密度高于30kg/m3,40cm以下有机碳密度均低于30kg/m3;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤储碳层厚度分别为60,80,20cm,1m深度以内有机碳储量分别为393.53,458.81,305.78t/hm2。     

黄土高原子午岭森林碳储量与碳密度研究

基于样地林分调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了黄土高原子午岭林区3种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明:研究区森林生态系统植被含碳率变化范围为0.331 6～0.553 2 g/g;变异系数介于2%～14%,而枯落层含碳率为0.294 8～0.335 9 g/g;3种林地平均碳密度:柴松林为238.22 t/hm2,辽东栎林为235.75 t/hm2,油松林为191.58 t/hm2,柴松林及辽东栎林碳密度约是油松林的1.24倍;从研究空间尺度上土壤层植被层枯落层,其碳密度分别为105.21,88.11,28.53 t/hm2,其中植被层各分层碳密度大小差异显著,而土壤层碳密度随着土壤深度的增加而递减;3种森林生态系统有机碳库总储碳量为31.70 Tg,其中土壤层碳储量占整个碳库的49%,是植被层和枯落层碳储量的1.3倍和3.5倍,且碳储量空间分布呈现出:土壤层乔木层枯枝落叶层灌木层草本层。     

不同林龄序列杉木实生林和萌芽林碳储量分配特征

以赣西南杉木实生林和萌芽林为研究对象,通过野外样地调查和室内化学分析方法,揭示了不同龄组实生林和萌芽林的碳储量分配特征,为其可持续经营提供科学依据。结果表明:不同龄组杉木实生林乔木层碳储量均高于萌芽林乔木层碳储量。杉木实生幼龄林乔木层碳储量为9.63t/hm~2,中龄林为42.14t/hm~2,近熟林为69.15t/hm~2,成熟林为105.21t/hm~2;年均固碳量分别为1.69,2.63,3.01,3.39t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的50.36%,70.60%,73.86%,77.58%。杉木萌芽幼龄林乔木层碳储量为8.42t/hm~2,中龄林为23.58t/hm~2,近熟林为48.54t/hm~2,成熟林为75.26t/hm~2;年均固碳量分别为1.21,1.57,2.11,2.59t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的54.28%,66.12%,71.92%,73.70%。杉木实生林和萌芽林的土壤碳储量均是中龄林最低,成熟林最高。实生林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(153.21t/hm~2)近熟林(138.17t/hm~2)幼龄林(128.30t/hm~2)中龄林(113.11t/hm~2)。萌芽林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(154.03t/hm~2)近熟林(138.28t/hm~2)幼龄林(130.20t/hm~2)中龄林(117.05t/hm~2)。在密度相近的情况下,除幼龄林外,同一龄组的萌芽林总碳储量均小于实生林。同一龄组实生林和萌芽林的乔木层碳储量均有显著性差异(p0.05),而总碳储量幼龄林与中龄林无显著性差异,近熟林与成熟林有显著性差异。引起杉木实生林和萌芽林碳储量分配差异性的主要原因是生长规律和经营管理的不同。总体而言,萌芽林的林下植被组成丰富,灌木层、草本层和凋落物层的固碳能力较强,在水土保持功能方面要优于实生林。     

黄土丘陵区刺槐、辽东栎林碳氮密度及其分配特征

选取黄土丘陵区刺槐人工林和辽东栎天然次生林2个典型森林群落为研究对象,比较分析了各组分的有机碳和全氮含量与储量及分配特征。结果表明:刺槐和辽东栎林植被层的碳含量总体上呈现沿垂直方向的递减趋势,即乔木层灌木层草本层凋落物层;不同器官部位的碳含量呈现为:叶、干枝根,草本层地上部碳含量高于地下部。氮含量变化趋势不显著。辽东栎林生态系统碳密度为165.86t/hm~2,高于刺槐林生态系统(138.93t/hm2),而两者的氮密度差异不大。两生态系统碳氮密度的各部分排序为土壤乔木层凋落物层林下植被层,土壤层(0—100cm)的碳密度占生态系统碳库总量的51.1%~53.6%,而氮密度占71.4%~84.4%,表明控制水土流失对维持研究区的生态环境及土壤固碳潜力至关重要。     

黔中地区不同林龄杉木人工林碳贮量及其分配特征

在贵州中部开阳县选择不同林龄的杉木人工林,设置固定样地进行植被和土壤调查,分析黔中地区杉木人工林生态系统碳素的垂直空间结构、植被碳的层次分布与器官分配及杉木人工林碳贮量与林龄及林冠郁闭度等因子的关系。结果表明,杉木人工林生态系统碳贮量(t/hm2)表现为中龄林(140.08)近熟林(128.77)幼龄林(106.35),杉木人工林平均生态系统碳密度(t/hm2)为125.07,其垂直空间分布特征表现为土壤层(77.72)植被层(45.95)枯落物层(1.39),分别占生态系统碳贮量的62.14%,36.75%和1.11%,其中的植被碳贮量在乔木层、灌木层和草本层各层的分配比例分别为98.93%,0.83%和0.24%。杉木林各植被层碳贮量的器官分配表现为乔木层各器官的碳密度(t/hm2)大小依次为树干(15.10~24.66)树根(4.68~14.70)树叶(4.05~12.69)树枝(3.53~5.56),灌木层依次为枝干(0.10~0.47)根(0.07~0.19)叶(0.02~0.11),草本层地上部分(0.05~0.08)根(0.03~0.04)。杉木人工林碳贮量与林龄的关系表现为土壤碳贮量和生态系统碳贮量随林龄的增长呈先下降后升高的变化过程,植被碳贮量呈持续增加趋势。基于统计分析结果,植被碳贮量在林分郁闭度为0.65左右达到最高,生态系统碳贮量在0.8左右达到最大。     

红壤丘陵区典型植被群落根系生物量及碳储量研究

采用标准地法和"WinRhizo根系分析系统"平面扫描,研究了红壤丘陵区六种典型植被群落的根系特征、生物量、固碳量及土壤碳储量.结果表明:(1)根系特征值随土壤深度增加呈递减趋势,马尾松、杉木混交林和马尾松、木荷混交林土壤表层根系分布密集,特征值较大,马尾松低效林根系分布稀疏,特征值最小;(2)不同植被群落,0-40 cm土层的根系生物量所占比例在58.89%～84.88%.0-20 cm土层的土壤碳储量所占比例在35.89%～48.67%;(3)该区乔木混交林的根系生物量大于纯林和火烧迹地,植被群落的灌草覆盖度是影响根系生物量的主要因素.马尾松、木荷混交林根系净生产力最大,为6.74 t/(hm~2·a),马尾松低效林最小,为1.28t/(hm~2·a);(4)马尾松、木荷混交林的根系固碳量和土壤碳储量最大,分别为60.66 t/hm~2和9086.32 t/hm~2,马尾松低效林最小,分别为15.97 t/hm~2和1 683.75 t/hm~2,根系固碳量只占土壤碳储量的极少部分,但根系通过改良土壤结构,对增强碳源汇集和贮存、积累碳素具有重要的影响.     

不同干扰程度下黄河三角洲植被群落有机碳分布特征

为研究不同干扰程度下滨海湿地有机碳分布特征,选择黄河三角洲干扰程度较小的一千二管理站和黄河口管理站及干扰程度较大的东营港和五号桩4个研究区,对不同植被群落下的土壤有机碳含量、密度及单位面积储量进行研究。结果表明:植被生长初期(5月)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.504,3.433,3.698,3.815g/kg、4.84,4.58,5.02,5.56kg/m2和4 237.00,3 807.42,4 272.77,4 917.63t/km2。植被生长旺期(8月份)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.90,3.63,3.45,3.62g/kg、5.32,4.83,4.46,5.25kg/m2和4 588.02,4 010.10,3 614.95,4 623.12t/km2。人为活动干扰较大的五号桩和东营港地区,有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量较小;光滩有机碳含量比有植被生长的湿地低;互花米草湿地有机碳含量和有机碳密度在植被生长初期高于其他湿地类型,但这种优势在生长旺期不显著,与黄河口管理站和一千二管理站芦苇湿地单位面积有机碳储量相比较,互花米草湿地单位面积有机碳储量要低。由此可见,人为干扰对滨海湿地有机碳含量、密度及储量产生较大的影响,保护湿地完整性对于减少碳排放、维护滨海湿地的碳汇功能具有重要的作用。     

三江平原典型环型湿地土壤有机碳剖面分布及碳贮量

选取岛状林(棕壤型草甸白浆土)、小叶章草甸(潜育白浆土)和毛果苔草沼泽湿地(腐殖质沼泽土)研究了三江平原典型环型湿地土壤剖面有机碳分布特征与积累现状。结果表明,从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳含量和有机碳储量变化明显。小叶章草甸剖面土壤有机碳含量高于岛状林,但两者差异不大;毛果苔草沼泽湿地明显高于岛状林和小叶章草甸,最大值(为284.1 g kg-1)出现在10~20 cm,20 cm以下明显下降。从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳储量明显增加。1m深度内有机碳储量分别为1.04、1.48和4.22×104t km-2。     

喀纳斯泰加林林下草本层地上碳密度对林火烈度的火后时间响应

为了探究林火烈度和火后时间对喀纳斯泰加林林下草本层碳密度的影响,在喀纳斯自然保护区设置火干扰样地,采用收获法进行了生物量调查。分莎草科、禾本科、豆科和其他草类4个功能群进行草本地上碳密度对林火烈度的火后时间响应研究。结果表明:喀纳斯林泰加林草本层地上碳密度的范围为0.096～0.359 t/hm²。在3个演替阶段,莎草科和禾本科对草本层地上碳密度贡献率大; 其他草类对草本层地上碳密度贡献率的范围为10.03%～40.97%; 豆科对草本层地上碳密度贡献率最小,仅在针叶阔叶林阶段中低烈度火后51～84 a的林分中其贡献率较大。喀纳斯林草生态系统大部分林分处于针叶阔叶和针叶混交林阶段,草本层地上碳密度在不同烈度的火干扰下总体趋势为:低烈度>中烈度>高烈度,表明低烈度火干扰有利于草本植物的生长。3个演替阶段草本功能群地上碳密度对林火烈度的火后时间响应并不相同,但草本层地上碳密度随着火后时间的增加总体呈减小趋势。高烈度火干扰对草本层地上碳密度的影响最大,且不利于保持或提高森林的生产力。通过清除林下凋落物将林火烈度控制在中、低烈度范围内,有利于提高草本层的碳汇功能。     

若尔盖高原退化湿地土壤有机碳储量

为了定量评价若尔盖高原泥炭沼泽湿地退化的碳储存潜力,研究通过土壤剖面法,收集了3个样点的泥炭沼泽湿地土壤样品(原始泥炭地0—200cm、中度退化沼泽湿地0—100cm和重度退化泥炭地0—100cm)。研究表明:(1)中度退化沼泽湿地(1.11±0.18g/cm~3)和重度退化泥炭地(0.72±0.04g/cm~3)土壤容重平均值较原始泥炭地增加了251.8%和129.7%;中度退化沼泽湿地(46.18±6.61g/kg)和重度退化泥炭地(87.37±6.36g/kg)土壤有机碳含量平均值较原始泥炭地降低了74.2%和51.1%。(2)土层深度为0—100cm时,原始泥炭地土壤有机碳储量较中度退化沼泽湿地(384.73±95.57t/hm~2)显著高了47.0%,而与重度退化泥炭地(518.39±33.07t/hm~2)土壤有机碳储量无显著差异;当原始泥炭地有机层增加到0—200cm后,中度退化沼泽湿地和重度退化泥炭地土壤有机碳储量较原始泥炭地(1 088.17±172.84t/hm~2)降低了64.6%和52.4%,退化湿地土壤有机碳储量的降低可能主要是土壤有机碳含量降低的原因。尽管退化湿地土壤有机碳储量下降,但仍是中国(102.89t/hm~2)和全球(116.56t/hm~2)陆地土壤有机碳储量的3~5倍,该研究可为保护与恢复若尔盖高原湿地提供科学依据。     

若尔盖高寒湿地蓄水能力评估

[目的]评估若尔盖3种不同类型湿地的土壤蓄水能力,为湿地生态系统水文功能价值的评估提供科学依据。[方法]通过对若尔盖高寒湿地三种湿地类型的土壤采样分析,测量其土壤物理特性和土壤最大滞留贮水能力,进而对其土壤蓄水能力进行评估。[结果](1)在0—60cm深度范围内,3种湿地类型的土壤容重基本上随着深度的加深呈升高趋势,但草本沼泽在80—100cm处、沼泽化草甸和洪泛湿地在60—80cm处呈现出减小趋势。(2)在0—100cm深度范围内,沼泽化草甸的毛管孔隙度随深度增加呈减小趋势,而草本沼泽和洪泛湿地变化不明显。(3)在0—100cm深度范围内,3种湿地类型土壤容重的平均值大小表现为草本沼泽(0.46g/cm~3)沼泽化草甸(1.08g/cm~3)洪泛湿地(1.25g/cm~3)。3种湿地类型土壤最大滞留贮水能力的平均值大小表现为草本沼泽(239.40t/hm~2)沼泽化草甸(171.18t/hm~2)洪泛湿地(148.51t/hm~2)。[结论]草本沼泽贮水能力最强。因此在若尔盖区域实施湿地保护与恢复措施时,应将保护区外的草本沼泽分布的区域纳入重点计划。     

泥炭湿地碳储量核算与其影响因素分析

泥炭湿地占全球陆地表面积的2%~3%和全球湿地面积的40%~70%,却存储3.0×1017~6.0×1017g碳。以前有关泥炭湿地碳储量的研究主要偏重于土壤,尤其在北方,缺乏对植被和枯枝落叶层的综合报道。本文综述了近些年来全球泥炭地碳储量(土壤碳储量、植被碳储量和枯枝落叶层碳储量)核算的研究进展。目前,全球泥炭地碳储量的核算仍存在较大的不确定性,其主要原因是全球泥炭地碳储量核算方法的数据信息不足,缺乏植被生物量、地表凋落物、碳质量分数、深度、容重和面积等全面数据,尤其是关于全球泥炭地面积较大的地区或国家;其次,人为干扰活动也进一步增加了全球泥炭地碳储量估算的不确定性,使得碳储量估算变得更困难。我国湿地面积居亚洲第一,世界第四,然而泥炭地/湿地有机碳储量估算与其他国家比较,相差较大,数据信息不足且存在较大波动。因此,为了提高泥炭湿地碳储量的估计精度和预测陆地生态系统应对气候变化响应机制的准确性,进一步加大泥炭地碳储量研究是非常必要的。     

甘南尕海不同湿地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

通过对甘南尕海4种湿地类型的土壤物理性状和水源涵养功能的研究,结果表明:不同类型湿地的土壤颗粒组成、土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且均随土壤深度的增加呈现波动性变化。土壤平均粗砂粒含量为草本泥炭地(63.00%)>永久性沼泽湿地(46.47%)>高山湿地(37.60%);细砂粒为高山湿地(62.40%)>永久性沼泽湿地(53.53%)>草本泥炭地(37.00%)。永久性沼泽湿地(0.49g/cm3),高山湿地(0.90g/cm3)和亚高山草甸(1.29g/cm3)平均土壤容重约是草本泥炭地(0.22g/cm3)的2,4,6倍。土壤总孔隙为草本泥炭地>永久性沼泽湿地>高山湿地>亚高山草甸,土壤非毛管孔隙度为草本泥炭地>亚高山草甸>高山湿地>永久性沼泽湿地。土壤平均最大蓄水量为草本泥炭地(13 143.94t/hm2)>永久性沼泽湿地(11 640.19t/hm2)>高山湿地(9060.79t/hm2)>亚高山草甸(7 391.80t/hm2),非毛管蓄水量为草本泥炭地(937.67t/hm2)>亚高山草甸(598.50t/hm2)>高山湿地(594.67t/hm2)>永久性沼泽湿地(325.13t/hm2)。土壤排水能力的平均值为亚高山草甸(51.49mm)>永久性沼泽湿地(49.66mm)>高山湿地(43.42mm)>草本泥炭地(22.45mm)。在甘南尕海,草本泥炭地的水源涵养功能最好,而亚高山草甸排水功能最好。