中国草地生态系统碳储量及其变化的评估
文献类型：学位论文
| 作者 | 马安娜 |
| 答辩日期 | 2016-05 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 于贵瑞 |
| 关键词 | 草地 碳密度 碳储量 生物量 土壤有机碳 根茎比 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 草地生态系统在全球碳循环中起着重要的作用，而有关草地碳储量的研究目前结论不一，其受到诸多因素的影响。主要包括：数据源的不同；关键组分的缺乏，特别是地下生物量碳和土壤碳；整合方法的不确定性等。考虑到这些因素，本文基于全国已发表的文献实测数据以及过往全国性草地调查和土壤普查的剖面数据，对以下方面进行了探讨： 1、草地植被地上生物量和地下生物量的关系。草地生物量大部分集中在地下，地下生物量对于估算草地生态系统碳储量及其碳固持效应都至关重要。由于草地地下生物量数据缺乏，利用地下与地上的根茎比(R/S)或者地下与地上生物量的关系对草地地下生物量进行估算，是目前最常用的方法。本文利用2004~2010年已发表文献的草地生物量数据对中国不同类型草地的根茎比进行了探索，同时分析了不同类型草地的地上与地下生物量的相关关系(高寒草甸、高寒草原、山地草甸、温性草甸草原、温性草原和温性荒漠草原)。分析结果表明：不同类型草地的根茎比存在显著差异(F=3.524，p<0.01)；进一步分析发现，山地草甸的根茎比显著低于其它类型草地(p<0.01)，R/S较大的草地类型为温性草甸草原和温性荒漠草原，均值分别为7.0和6.8。对地上与地下生物量相关关系的分析表明，3种类型草地的地上与地下生物量存在幂函数相关关系，即高寒草原(R2=0.60)>温性荒漠草原(R2=0.33)>高寒草甸(R2=0.13)，其它3种类型草地几乎不存在地上与地下生物量的相关关系。总体而言，R/S依然是推算地下生物量相对可靠的方法。 2、多重整合方法估算草地碳储量的差异及其不确定性。为评估整合方法对草地碳储量估算的影响，基于2004-2014年之间发表的文献数据，我们利用六种整合方法(3种空间插值法和3种草地类型法) 估算了中国草地碳储量以及由整合方法造成的碳储量估算结果的不确定性。方法造成的草地碳储量估算的不确定性 (coefficient of variation, CV, %) 大约为4.8%，其主要受到土壤有机碳的影响。总体上，生态系统碳密度和碳储量分别为8.46 ± 0.41 kg C m–2和30.98 ± 1.25 Pg C。地上植被、地下植被以及土壤有机碳储量分别占草地生态系统碳储量的0.7%，4.5%和94.8%，其储量分别为0.23 ± 0.01，1.38 ± 0.14 和29.37 ± 1.2 Pg C。草地类型法估算的草地碳储量相比空间插值法，更接近所有方法的平均值，特别是18个草地类。整合方法的不同，部分上解释了不同研究呈现出来的碳储量估算结果差异。本文的结果表明多重方法在大尺度估算陆地生态系统碳储量中的重要性。 3、基于实测数据，评估中国北方草地碳储量的变化。过往草地生态系统生产力变化的评估主要来自遥感技术，据此，相当多的研究认为中国草地植被已经转好。尽管如此，遥感只对估算地上植被有利，而对估算地下植被和土壤却存在局限性。理论上，评估草地生态系统是健康的还是退化的，必须考虑两个重要因素：植被和土壤有机质，而后者在长期评估中往往更加重要。考虑到土壤的因素，草地是否转好尚不清楚。在本研究中，基于已发表的文献数据以及草地资源调查和国家二次土壤普查的历史剖面数据对中国北方草地1980s~2010s的植被和土壤碳密度及储量状况进行了评估。结果显示，地上生物量碳密度和地下生物量碳密度均表现为增加，变化量为0.019和0.224kg C m-2，2010s生态系统碳密度为4.352kg C m-2，略高于1980s的4.302kg C m-2。尽管如此，这些增加量主要集中在植被碳密度，0-20cm土壤碳密度的变化为-0.193kg C m-2。这些结果表明草地恢复措施确实使得植被得以转好，而土壤依然处于退化状态。考虑到土壤对于草地生态系统的重要性，我们认为，中国草地状况不容乐观。同时建议，对于大尺度生态系统的评估应该综合考虑植被和土壤，特别是土壤碳状况。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 145 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/193634]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马安娜. 中国草地生态系统碳储量及其变化的评估[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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