海螺沟冰川退缩区原生演替的碳氮动态
文献类型：学位论文
| 作者 | 何咏梅 |
| 答辩日期 | 2020 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 罗辑 |
| 关键词 | 冰川退缩区 碳氮含量 碳氮贮量 碳氮循环 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 其他题名 | Carbon and Nitrogen Dynamics of Primary Succession in Hailuogou Glacier Retreated area |
| 英文摘要 | 位于青藏高原东缘的贡嘎山地区，是横断山主要的季风海洋性冰川作用中心，其独特的自然条件及其演化过程十分有利于人类探索生态与环境复杂的相互关系。海螺沟冰川位于贡嘎山东坡，其冰川退缩形成的原生演替序列是世界上保存最完好的植被原生演替序列之一。本研究在贡嘎山海螺沟冰川退缩区的植被演替序列典型地段依次设置8块样地，详细测定各时期生态系统各组分碳氮含量，结合植被生物量计算生态系统中碳氮贮量及其在各组分的分配格局，并分析不同演替时期碳氮元素的循环特征，一方面可以丰富我国森林生态系统碳氮贮量和碳氮循环研究数据，另一方面对于准确刻画整个原生演替过程的连续性和完整性以及如何根据原生演替原理指导植被恢复都具有重要意义。论文主要研究结果如下：（1）在原生演替过程中，物种不断更替，各演替时期群落中优势物种不同，生物多样性趋于丰富，生态系统生物量从7.92 t/ha增加到419.42 t/ha，群落结构趋于稳定。乔木层生物量是森林生态系统中生物量的主体，在演替末期其生物量达到367.39 t/ha，其次是地面枯落物，林下植物层对生物量的贡献较小。经过150多年的演替，生态系统的结构与功能已接近最优状态，但与同地区成熟针叶林相比，其生物量水平和土壤发育状态均与成熟林生物量和土壤状态存在差距。（2）整个演替序列上乔木层碳含量在41.8%~53.4%之间，总体表现为云冷杉（48.67%）>沙棘（47.01%）>柳树（46.38）>冬瓜杨（45.75%）。就各器官而言，树枝中碳含量最大，树叶和树干中碳含量较小。乔木层氮含量分布范围在0.15%~3.97%之间，总体表现为沙棘（2.20%）>柳树（0.99%）>冬瓜杨（0.95%）>云冷杉（0.67%），在器官水平上，则是叶（2.44%）>根（0.89%）>枝（0.80%）>干（0.44%）。乔木各器官碳氮比总体表现为干（148.41）>根（82.37）>枝（72.74）>叶（22.69）。林下植物层碳含量总体分布在在40%~50%之间，大小表现为为灌木层（46.07%）>草本层（45.23%）>地被层（42.65%），氮含量范围在0.54%~2.41%之间，大小表现为为灌木层（1.33%）>草本层（1.22%）>地被层（1.20%）。粗木质残体碳含量在44.49%~49%之间，各时期均显著大于凋落物碳含量（35.46%~42.55%），凋落物氮含量（2.02%）则显著大于粗木质残体氮含量（0.52%）。各演替时期土壤A0层碳含量范围在30.27%~39.85%，A层碳含量在20.02%~33.76%之间，C层碳含量较低，平均为1.48%。在整个演替过程中A0层碳含量均大于A层碳含量。土壤A0层氮含量范围在1.55%~2.59%，A层氮含量在1.46%~2.27%之间，C层氮含量较低，平均为0.09%。A0层与A层碳氮比在整个演替过程中呈现先增大后减小的趋势，且在各个时期，A0层碳氮比均大于A层。（3）随着演替进行，冰川退缩区森林生态系统碳氮贮量分别由最初的3.83 t/ha、0.42 t/ha增加到末期的350.80 t/ha、14.19 t/ha。乔木层和土壤是生态系统中最主要的碳氮贮存库，乔木层碳氮贮量分别由最初的2.34 t/ha、0.06 t/ha增加到末期的182.32 t/ha、1.56 t/ha；土壤碳氮贮量由最初的0.98 t/ha、0.34 t/ha 增加到 S8 时期的144.88 t/ha、12.06 t/ha。林下植物和枯落物中贮存的碳氮元素则较少。就各演替时期植被和土壤碳贮量占生态系统总碳贮量的比例来看，植被群落碳贮量比例较大，平均占比达到70%，土壤所占比例较低；氮贮量则是土壤氮占据总氮贮量的90%以上，植被层所占比例较小。（4）随着演替进行，不同演替时期碳氮元素循环有所不同。养分循环系数表现为随演替进行持续升高的特点、周转时间表现为先减小后增加、利用系数则随着演替进行持续降低。3个演替时期的循环系数分别为0.57、0.74、0.86；碳氮元素平均周转时间分别为25.38a、23.68a、28.42a，其中碳元素周转时间约为氮元素的3倍。在演替的三个阶段，碳氮元素的循环系数和利用系数都表现为氮>碳，而周转时间和吸收系数则表现为碳>氮。在整个演替序列上，元素有着高吸收，高归还的特点。在不同演替时期，养分流动也存在差异。演替初始阶段，养分流动表现为吸收量>归还量>转移量>凋落物分解量，而在演替后两个阶段，养分流动表现为：吸收量>转移量>归还量>凋落物分解量。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 86 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/55016]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何咏梅. 海螺沟冰川退缩区原生演替的碳氮动态[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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