森林生态系统恢复过程中土壤CO2释放动态及其影响机制研究 — 以岷江上游人工松林为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴雅琼 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 傅伯杰 ; 刘国华 |
| 关键词 | 植被恢复 人工松林 土壤CO2 释放 动态 影响机制 岷江上游 土壤性质 碳循环 vegetation restoration the pine plantation soil CO2 emission dynamics mechanisms the Upper Minjiang River region soil properties carbon cycle |
| 其他题名 | Dynamics and Controlling Mechanisms of Soil CO2 Emission across the Pine (Pinus tabulaeformis) Plantation Restoration Phases －A Case Study of Pine (Pinus tabulaeformis) Plantation in the Upper Minjiang River |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 自工业革命以来，区域生态系统碳平衡变化所引起的全球变暖等一系列严 重的全球环境问题，对人类自身的生存和社会经济的持续发展带来了巨大的威 胁；1992 年联合国气候框架公约的签署也进一步提升了人们对全球变暖、碳循 环变化的关注。陆地生态系统在全球变暖格局下的地位与作用，尤其是土壤碳库 对全球变暖格局的响应成为全球变化研究的焦点。土壤CO2 释放作为土壤－大 气CO2 交换的主要途径之一，也是近些年各国生态学家研究的重点内容。 《京都议定书》中明确提出了人工造林、再造林是减缓全球气候变化的重 要措施；我国不仅是世界上人工林种植面积最大的国家，也是世界第二大CO2 排放国。因此，阐明我国森林恢复与土壤CO2 释放动态及其影响机制，不仅为 评估我国人工林在全球碳循环中的地位与作用提供基础数据，也可以满足我国碳 汇贸易谈判需求。 本文选取岷江上游大沟流域不同恢复时期（12 年、25 年、35 年）的人工松 林为研究对象，通过野外定点实验和采样分析，研究了不同恢复时期人工松林土 壤CO2 释放的日动态、季节动态及年际动态特征，系统分析了土壤微气象因子 （土壤温度、土壤水分）、土壤理化性质、植被凋落物及其分解速率、植被类型、 海拔对土壤CO2 释放的影响机制，力图揭示人工林恢复过程中土壤CO2 释放的 动态规律及其主要影响机制，得到以下主要结论： 土壤CO2 释放是生态系统碳循环的重要过程之一，受各个环境因子的综合 影响，具有显著的日动态、季节动态及年际动态特征。但是，在森林不同恢复时 期，这种动态特征既有共性，也表现出一定的差异性。一般的，在每日温度最高 的时候，土壤CO2 释放出现一日中的最高值，在日出气温最低的时候，土壤CO2 释放达到一日中的最小值。在生态系统尺度上，夏季（7、8 月）植物生长旺季， 土壤CO2 释放达到了一年中的较高值，显著高于春季（5 月）、秋季（10 月）土 壤CO2 释放，土壤温度的季节趋势与此类似，而土壤水分与此相反。 从较大的时间尺度上，对森林恢复过程中土壤CO2 释放年通量进行估算， 结果表明，原生灌丛、12 年、25 年、35 年人工松林土壤CO2 释放的年通量分别 为5.47、5.21、4.68、4.49 t C hm-2 a-1。总体而言，随着研究区人工松林恢复时间的增加，其土壤CO2 释放的年通量表现出下降的趋势。 生态系统的生物、非生物因子直接、间接影响土壤CO2 释放。通过详细探 讨环境因子与土壤CO2 释放间的关系，结果表明：土壤温度始终是土壤CO2 释 放的主要影响因子，而土壤水分对土壤CO2 释放的影响则要复杂的多：在生态 系统尺度上，当土壤水分含量较低的时候，也是影响土壤CO2 释放的因子之一； 在年际尺度上，土壤水分是恢复时间为12 年人工林的主要微气象因子，而土壤 温度是恢复时间为25 年以上林地的主导微气象因子。 土壤理化性质与土壤CO2 释放的关系也很显著。容重、土壤有机碳含量、 土壤全N、全P 是研究区林地土壤CO2 释放的影响因子，它们与土壤CO2 释放 间表现出或正、或负的影响效应，其中，以土壤有机碳的影响较为重要；另外， 研究区呈酸性的土壤，其pH 值与土壤CO2 释放间并未表现出显著的影响效应。 植被类型对土壤CO2 释放的影响也是显著的。随着林地恢复时间的增加， 来自于凋落物的年碳输入量分别为0.46、0.41、0.41、0.38 t hm-2，表现出显著的 下降趋势。这说明，林地凋落物量年碳输入量是影响不同恢复时期森林土壤CO2 释放的因子之一。 除此以外，海拔也是影响土壤CO2 释放的因子之一。其主要原因在于，随 着海拔的增加，人工松林生态系统的生物、非生物因子都表现了一定的变化趋势。 主成分分析表明，土壤水分随着海拔的变化对土壤CO2 释放的影响是主要的。 事实上，各个因子并不仅仅单独影响土壤CO2 释放，其总是联合发挥影响 作用。在植被恢复过程中，土壤微气象因子、理化性质及植被特征都发生一定的 变化，这些环境因子的变化及其相互间的联合影响，导致了土壤CO2 释放随植 被恢复的动态变化。 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-26 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/207]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴雅琼. 森林生态系统恢复过程中土壤CO2释放动态及其影响机制研究 — 以岷江上游人工松林为例[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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