温带长白山天然阔叶林沼泽生态系统碳储量研究

摘要

本文采用树木年轮分析仪及相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法，以我国温带长白山沿沼泽至森林方向湿地过渡带环境梯度上依次分布的4种典型天然沼泽湿地（草丛沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽、白桦沼泽）为研究对象，研究天然沼泽湿地生态系统碳储量（植被和土壤）、净初级生产力、年固碳量及其沿湿地过渡带水分环境梯度的空间分布格局，定量评价各沼泽类型的生态系统碳储量与固碳能力，揭示其景观尺度空间变异规律性，结果表明:
　　(1)长白山4种天然沼泽类型的植被碳储量（3.02±0.22～54.04±23.76t·hm-2）沿沼泽至森林方向过渡带水分环境梯度呈现出递增趋势。其变化规律与植被生物量表现一致，虽然灌木层和草本层碳储量沿过渡带环境梯度呈递减趋势分布，但乔木层碳储量远高于其他层次，因此对于植被碳储量的变化规律影响较小。在过渡带上存在较大的空间异质性，主要差异性体现在凋落物层。
　　(2)长白山4种天然沼泽类型的土壤碳储量(459.67±7.11～824.5±50.79t·hm-2)沿沼泽至森林方向过渡带水分环境梯度呈现出递减趋势。2种森林沼泽间差异性不显著，但与草丛沼泽和灌丛沼泽间差异性显著。2种天然沼泽湿地土壤碳储量总体呈现随着土壤深度增加而递增趋势，毛赤杨沼泽土壤碳储量提高了25.23t·hm-2，白桦沼泽土壤碳储量提高了13.82t·hm-2。
　　(3)长白山4种典型天然沼泽类型的生态系统碳储量具有显著差异性。沿过渡带环境梯度分布的各沼泽类型的生态系统碳储量分布在513.28±6.44～827.68±50.96t·hm-2，呈现出递减趋势。4种典型天然沼泽湿地类型均以土壤碳储量占绝对优势地位，森林沼泽与草丛沼泽及灌丛沼泽发挥碳汇功能的方式不同，即草丛沼泽和灌丛沼泽主要是以形成泥炭的方式进行碳储存，而森林沼泽则是以形成泥炭与积累植被生物量两种方式来储碳。温带长白山这4种典型天然沼泽湿地碳汇作用强于北方森林，但在北方泥炭湿地中应属于中等碳汇类型。
　　(4)长白山4种天然沼泽类型的植被净初级生产力与固碳能力沿湿地过渡带环境梯度呈现出阶梯式递增趋势。草丛沼泽湿地的净初级生产力和年净固碳量仅由草本层个层次所决定，灌丛沼泽的净初级生产力和年净固碳量由灌木层和草本层个层次所组成，二者分别占到13.93％和86.07％。毛赤杨沼泽和白桦沼泽的净初级生产力和年净固碳量由三层（乔木层、灌木层和草本层）组成。各沼泽类型的植被净初级生产力分布在5.74±0.08～15.9±1.35t·hm-2·a-1，植被年净固碳量分布在2.44±0.03～6.36±0.53tC·hm-2·a-1。长白山两种阔叶林沼泽属于高固碳型沼泽湿地类型。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外湿地碳循环的研究进展

1．2．1 湿地的定义与作用

1．2．2 沼泽湿地植被碳储量研究进展

1．2．3 沼泽湿地土壤碳储量研究进展

1．2．4 湿地生态系统碳储量研究进展

1．3 研究目的、意义及研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究意义

1．3．3 研究内容

2 研究区域概况与研究方法

2．1 研究区概况

2．2 样地设置

2．3 研究方法

2．3．1 植被碳储量测定

2．3．2 土壤碳储量测定

2．3．3 植被净初级生产力和年净固碳量测定

2．3．4 数据处理

3 长白山4种天然沼泽类型的植被碳储量

3．1 长白山4种天然沼泽类型的植被生物量

3．2 长白山4种天然沼泽湿地类型的碳含量

3．3 长白山4种天然沼泽类型的植被碳储量

3．4 讨论

3．5 本章小结

4 温带长白山4种天然沼泽类型土壤碳储量

4．1 长白山4种天然沼泽类型的土壤容重

4．2 长白山4种天然沼泽湿地类型的土壤碳含量

4．3 长白山4种天然沼泽类型土壤碳储量

4．4 讨论

4．5 本章小结

5 长白山4种天然沼泽湿地类型生态系统碳储量

5．1 长白山4种天然沼泽类型生态系统碳储量

5．2 长白山4种天然沼泽类型生态系统碳储量分配格局

5．3 讨论

5．4 本章小结

6 长白山天然沼泽湿地植被净初级生产力与年净固碳量

6．1 长白山天然沼泽湿地植被净初级生产力

6．2 长白山天然沼泽湿地植被年净固碳量

6．3 讨论

6．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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