长江流域中上游区域NPP及土壤碳分布格局

发布时间：2020-08-22 21:09

【摘要】：长江流域中上游地区地形复杂,水土流失等生态问题严重。该区域植被土壤资源丰富,在维持区域生态安全和碳循环中发挥着重要作用。本文选用C-FIX模型,利用气象数据(温度、太阳总辐射)日均值、遥感数据NDVO、高程DEM等数据,模拟长江中上游流域2001和2010年区域尺度的植被初级生产力NPP,并与CASA模型模拟结果进行比较,并分析了其分布格局。并利用土壤类型法估测和分析土壤上层(0-30cm)和下层(30-100cm)有机碳储量及其空间分布。探讨植被NPP和土壤有机碳及其分布格局,为长江流域农林政策的制定和该区域生态可持续发展提供理论基础,研究结果如下： (1)用IDW, BRF, OK, and SK四种方法对2001和2010年两期的1-12月份长江中上游流域207个温度气象站点月平均温度和46个辐射气象站点的月均总辐射数据进行插值。结果表明,全年大多数月份的温度数据基本上采取基于高程数据的普通克里金(OK)方法的插值效果最好。对太阳辐射数据,也是OK的插值效果最好。内插时不仅考虑了长江中上游流域所有气象站点,还将长江中上游周边的气象站点也纳入内插过程,保证省界附近点内插的可靠性； (2)到2010年为止,长江流域中上游地区NPP总量为1052.71Tg/yr；土壤有机碳含量为545.49×108t,长江流域中上游地区NPP和土壤有机碳分别占全国的54%、59%。单位面积NPP为612.32gC/m2/yr;单位面积上、下层土壤有机碳的密度分别是42.40kg/m2,2.75kg/m2,长江流域中上游地区NPP和土壤碳远远高于全国平均水平。 (3)长江流域中上游地区NPP和土壤碳及其分布主要受气候、植被、土壤类型综合因素的影响,地域差异显著。其总的趋势是温暖湿润的中游地区NPP大于寒冷的上游荒漠地区,最高的单位面积NPP出现在云贵高原,最低出现在青海青藏高原东南部荒漠地和高寒区；最高的土壤碳密度出现在青藏高原东北部和东南部的高山,最低出现在四川盆地。这些均由气候控制的植被生产力和土壤有机质的分解速度决定。同时人为耕作、林龄、林木的收割对土壤碳也有影响。 (4)从NPP季节分布来看,春季、冬季NPP平均值明显低于夏秋两季,其中夏季NPP最高。5-9月份是NPP的积累月份,占全年NPP总量的68.4%。该时间段是长江中上游气温较高、雨量充沛、水热条件最适合植被生长的阶段。从NPP与地形的关系来看,植被NPP随海拔高度和坡度的增加而降低。在高程小于500米的平原区域,NPP最高：在坡度小于5℃的地区,NPP最高；坡度对NPP影响不大。 (5)从2001-2010年NPP的绝对变化量分析,2001年森林覆盖率34.08%,2010年37.17%,森林覆盖率增加了0.03%,相应地,NPP增加了13.06Tg。云贵高原、鄱阳湖一带NPP增长幅度最大；而嘉陵江至岷沱江一带NPP下降幅度最大。总体上,长江中游NPP较上游地区增长幅度较大。 (6)0-30cm的上层土壤有机碳大于30-100cm下层土壤有机碳,随着土层越深,土壤碳呈现递减的趋势,且下层土壤有机碳的含量远远低于上层土壤。在0-30cm的土层,土壤碳最高出现在长江源头-青海青藏高原西南带,最低出现在四川盆地、云贵高原等地区。而下层土壤有机碳的分布规律与上层相反。 (7)在长江流域中上游地区所有植被中,除去草地、耕地和无林地,在其余6种林地类型的NPP中,NPP总量为混交林灌木林常绿针叶林落叶阔叶林常绿阔叶林落叶针叶林；植被NPP的平均值为落叶阔叶林常绿阔叶林混交林常绿针叶林落叶针叶林灌木林。主要类型土壤对应的林地NPP中,NPP总量为红壤紫色土黄棕糖黄壤高山土水稻土棕壤。NPP平均值为棕壤黄壤黄棕糖灰棕壤红壤灰褐土石灰土紫色土褐土黄褐土,棕壤的土壤肥力最好。 (8)在长江流域中上游地区所有植被中,除去草地、耕地和无林地,在其余6种林地类型的土壤有机碳中,在6中有林地对应的土壤有机碳,有机碳总量为混交林灌木林落叶阔叶林常绿针叶林常绿阔叶林落叶针叶林。0-30cm的土壤有机碳密度为常绿针叶林针叶落叶林灌木林混交林常绿阔叶林落叶针叶林；30-100cm的土壤有机碳密度为常绿阔叶林落叶针叶林混交林落叶阔叶林常绿针叶林灌木林。上层土壤有机碳贮量红壤高山土黄棕壤黄壤黄棕壤,下层土壤有机碳紫色土红壤黄壤水稻土黄棕壤。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S714

【参考文献】