白皮松生物量分配及径向生长与气候因子的关系

发布时间：2017-05-16 11:18

  本文关键词：白皮松生物量分配及径向生长与气候因子的关系，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：森林是陆地生态系统的主体,也是陆地生态系统中生产力最高的系统,森林生态系统在全球碳收支中扮演着重要角色,森林碳库的任何变化都将对大气CO2浓度产生影响。准确估计森林生态系统的生物碳储量以及森林生长与气候因子之间的关系将有利于探明森林生长对气候变化的响应。本论文以白皮松(Pinus bungeana Zucc. et Endl.)为研究对象,在甘肃徽县采伐30株白皮松标准木,分析比较了不同林龄(16a、35a、50a和68a)白皮松林分的生物量、碳、氮密度分配,同时建立关键气候因子-年轮宽度模型,利用白皮松生物量方程预测未来气候变化下森林生物量以及碳汇能力的变化。本研究探讨了在未来气候变化下森林生长对气候变化的响应机理,为减少预测森林生态系统碳储量估算中不确定性提供一些方法,并为制定应对气候变化下的森林可持续经营与碳汇功能评估政策提供依据。主要研究结果如下： (1)随着林龄的增大,树木各组分生物量平均生长率也增加,在0～16a、17～35a、36～50a和51～68a树木平均生长率分别是1.91,4.72,6.16和9.75kg·year-1。树木各组分生物量分配趋势在不同林龄阶段相对稳定：去皮树干树枝粗根树叶树皮细根(≤5mm)。根冠比在不同林龄阶段基本保持恒定,约为0.28。 (2)以胸径(DBH)为自变量的幂函数是估算树木各组分生物量的最优模型。在输入变量中加入树高(H)并没有显著地改善树木各组分生物量的预测。此外,还应考虑林龄对生物量模型参数的影禹。 (3)乔木层各组分生物量也随林龄增加,总生物量由16a的47.96t ha-1增加至68a的299.23t ha-1,植被总生物量由16a的54.13t ha-1增加至68a的313.73t ha-1。林下植被的生物量随林龄先增加后减少。 (4)林龄对树木各组分碳、氮含量没有显著影响,不同组分间碳、氮含量存在显著差异,其范围分别为48.74～51.81%和0.21～1.55%；不同林龄下白皮松各组分含碳率为：树叶树皮树枝树根去皮树干,含氮率为：树叶树枝树皮树根去皮树干。林龄对树叶和去皮树干的碳氮比影响较大,碳氮比随着林龄的增加而显著升高。建议在以后白皮松碳、氮库计算中,使用各林龄全树平均含碳、氮率,分别为49.62%和0.43%。 (5)土壤总有机碳、氮含量均随着土层深度的增加而减小,随着林龄的增加土壤碳、氮含量增大。0-20cm土壤是决定士壤碳、氮密度的主要深度,分别占土壤总碳密度的61.9%～63.7%和士壤总氮密度的58.3%～60.0%。 (6)林分总碳密度和总氮密度分别从16a的93.38t ha-1和6.60t ha-1增加到68a的240.34t ha-1和8.63L ha-1。幼龄林(16a)和中龄林(35a)阶段,土壤碳库是白皮松林生态系统最大的碳库,乔木层其次：而在近熟林(50a)和成熟林(68a)阶段,乔木层碳库为最大碳库,土壤层其次。在各要龄阶段土壤为生态系统的最大氮库,乔森层其次 (7)基于响应面孙数建立了白皮松树木径向生长-气候因子模型：RWI1=0.277-0.029×TmaxC3+0.058×TmaxC3+0.058×TmeanP9在气温升高1.4、2.7和4.0℃情景下预测的皮松林木胸径分别增加4.5%、8.6%和12.7%。16a、35a、50a和68a的白皮松林分在气温升高1.4、2.7和4.0℃情景下,乔木层生物量分别增加11.9%～32.2%、6.1%～25.4%、11.8%～32.2%、5.9%～25.2%。
【关键词】：白皮松 径向生长 气候因子 生物量分配 生物量方程 碳密度 氮密度
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 立论依据与研究意义10-11
• 1.1.1 立论依据10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 森林生物碳库研究11-19
• 1.2.1 研究历史11-12
• 1.2.2 影响因素12-14
• 1.2.3 计量和估算方法14-18
• 1.2.4 小结18-19
• 1.3 树木年轮生长与气候变化关系的研究19-26
• 1.3.1 基本原理20-21
• 1.3.2 树木年轮与气候变化关系的应用21-22
• 1.3.3 树木年轮对气候变化的响应22-24
• 1.3.5 小结24-26
• 2 研究区概况26-30
• 2.1 地理位置26
• 2.2 气候与土壤26-27
• 2.3 植被概况27-28
• 2.4 小陇山白皮松概况28-30
• 3 研究内容与方法30-38
• 3.1 研究内容30
• 3.2 技术路线30-32
• 3.3 研究方法32-38
• 3.3.1 生物量及碳库调查、计算方法32-34
• 3.3.2 林木生长对气候变化的响应研究方法34-38
• 4 乔木生物量分配与预测模型建立38-52
• 4.1 乔木生物量分配特征38-40
• 4.2 根冠比40
• 4.3 预测模型建立40-47
• 4.4 相关性分析47-50
• 4.5 本章小结50-52
• 5 乔木层及其林下植被生物量研究52-59
• 5.1 乔木层生物量分配特征52-53
• 5.2 林下植被生物量53-56
• 5.3 林分生物量分配特征56-57
• 5.4 本章小结57-59
• 6 不同林龄林分碳、氮分析59-78
• 6.1 植被各层碳、氮分析59-70
• 6.1.1 乔木各组分碳、氮分析59-64
• 6.1.2 林下植被各组分与枯落物碳、氮分析64-70
• 6.2 土壤碳、氮分析70-73
• 6.2.1 土壤有机碳、氮含量70-71
• 6.2.2 土壤有机碳、氮密度71-73
• 6.3 不同林龄林分碳、氮密度分配73-76
• 6.4 本章小结76-78
• 7 树木径向生长与气候要素的关系78-84
• 7.1 研究区气候变化分析78-80
• 7.1.1 气候分析78
• 7.1.2 气候变化趋势78-80
• 7.2 树轮年表建立80-82
• 7.3 树轮宽度与气候因子相关性分析82-83
• 7.4 本章小结83-84
• 8 树木生长对气候变化的响应分析84-88
• 8.1 建立径向生长-气候因子关系模型84-85
• 8.2 未来温度变化情景下白皮松生物量及碳、氮密度变化85-87
• 8.3 本章小结87-88
• 9 结论与展望88-92
• 9.1 主要结论88-89
• 9.1.1 单木生物量分配与预测模型88
• 9.1.2 乔木层及其林下植被层生物量分配88-89
• 9.1.3 不同林龄林分碳、氮分析89
• 9.1.4 树木生长对气候变化的响应分析89
• 9.2 本文特色与创新89-90
• 9.3 研究展望及建议90-92
• 参考文献92-111
• 附录 11种数字模型拟合的白皮松单木生物量方程参数111-136
• 个人简介136-138
• 导师简介138-142
• 成果清单142-144
• 致谢144

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本文编号：370701