鄱阳湖湿地植物群落分布特征及其对土壤环境因子的响应

土壤是湿地植被生长和植物群落分布的主要影响因子,研究土壤环境因子对鄱阳湖湿地植物群落分布特征的影响有助于深入理解湿地生态系统地球生物循环过程。通过研究鄱阳湖湿地不同生境下植物群落土壤环境因子特征变化,结合冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨了鄱阳湖湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明,鄱阳湖湿地Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均表现为样带1(藜蒿-苔草带Cynodon dactylon-Carex cinerascen)样带2(芦苇-藨草群落Phragmites communis-Phalaris arundinace)样带3(苔草-狗牙根群落Carex cinerascen-Artemisia selengens)样带4(苔草-藨草群落Carex cinerascen-Phalaris arundinace),随生境梯度呈递减规律;而Bray curtis指数则表现为样带1样带2样带3样带4,随生境梯度呈递增规律。土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮呈一致的变化规律,均表现为样带1样带2样带3样带4,而土壤速效磷表现为样带1样带3样带2样带4,不同植被带土壤全磷含量差异均不显著(P0.05)。相关性分析表明,不同植被带Bray curtis指数均与土壤养分呈负相关,Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均呈正相关,沿河岸带的增加,其相关系数的绝对值逐渐增加,而土壤磷素与湿地多样性指数没有显著的相关性(P0.05)。RDA排序分析表明,土壤环境因子具有明显的生态梯度,土壤有机碳是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤全氮是影响湿地植被分布的次要土壤环境因子。     

若尔盖高原季节性淹水沼泽两个生长季甲烷排放通量

为了解若尔盖高原湿地甲烷(CH_4)排放年际变化并准确估算高原湿地CH_4排放通量,在若尔盖高原湿地国家级自然保护区建立1 hm~2季节性淹水沼泽湿地标准样地;于2013和2014年通过静态箱和快速温室气体分析仪测量两个生长季沼泽湿地微地貌区草丘(Hummock)和洼地(Hollow)CH_4排放通量.结果表明:2013年生长季(6~(-1)0月),若尔盖高原湿地微地貌区草丘和洼地CH_4排放通量平均值为7.59和10.12 mg m~(-2) h~(-1),2014年生长季(5~(-1)0月)则分别为0.62和2.74mg m~(-2) h~(-1).2013年生长季湿地微地貌区草丘和洼地CH_4排放通量平均值分别是2014年的12倍和4倍,2014年生长季湿地CH_4排放通量下降的原因可能是夏季(6-8月)水位下降,降低了产CH_4菌群落数量而减少CH_4产生,同时增加了CH_4氧化菌氧化层厚度而加强CH_4氧化,降低CH_4排放通量.另外,发现湿地水位下降,降低了湿地CH_4排放通量对土壤温度的敏感性,表现为Q_(10)值变小.综上,夏季期间的水位在调控若尔盖高原季节性淹水湿地CH_4排放过程中起着关键作用.     

昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究

固碳释氧是植物的一项重要功能。以昆明市18种常见绿化植物为研究对象,测定净光合速率和叶面积指数,对其固碳释氧能力进行分析研究。结果表明:18种常见绿化植物的净光合速率日变化曲线主要呈单峰型曲线或双峰型曲线;单位叶面积日净同化量为31.25~125.17 mmol·m~(-2)·d~(-1),固碳量为1.10~4.41 g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为0.80~3.20 g·m~(-2)·d~(-1);单位土地面积日固碳量为2.43~24.68 g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为1.17~17.95 g·m~(-2)·d~(-1)。单位叶面积固碳释氧能力聚类分析表明,乔木(5种)、灌木(7种)、草本(3种)、藤本(3种)均可分为两级;单位土地面积固碳释氧能力分析表明,乔木(5种)、草本(3种)、藤本(3种)均分为两级,灌木(7种)分为三级。其中,日固碳释氧能力较强的乔木有山茶(Camellia japonica),灌木有鹅掌柴(Schefflera octophylla)和洒金叶珊瑚(Aucuba japonica),草本有扁穗雀麦(Bromus catharticus)和早熟禾(Poa pratensis),藤本有常春藤(Hedera nepalensis);日固碳释氧能力中等的灌木有八角金盘(Fatsia japonica)、红花檵木(Loropetalum chinense)和假连翘(Duranta repens);日固碳释氧能力较弱的乔木有蒲葵(Livistona chinensis)、小叶榕(Ficus microcarpa)、长叶刺葵(Phoenix canariensis)和金桂(Osmanthus fragrans),灌木有锈叶杜鹃(Rhododendron siderophyllum)和红叶石楠(Photinia×fraseri),草本有吊兰(Chlorophytum comosum),藤本有爬山虎(Parthenocissus tricuspidata)和蔓长春花(Vinca major)。本研究旨在为城市绿化植物选择提供参考依据,为构建城市绿化植物群落提供理论支撑,为建设城市生态园林提供科学依据。     

崇明东滩盐沼湿地土壤碳氮储量分布特征

滨海盐沼湿地是碳氮的重要储库,其碳氮储量时空分布特征受生物及环境因素的影响。研究了2013年不同季节长江口崇明东滩滨海湿地土壤(0~50 cm深度)有机碳和全氮储量的时空分布与垂直分布特征。结果表明,土壤有机碳储量与全氮储量季节分布均表现为冬季秋季夏季春季,土壤有机碳储量和全氮储量呈现随时间推移而积累的特性;其空间分布特征表现为高潮滩芦苇(Phragmites australis)带中潮滩互花米草(Spartina alterniflora)带低潮滩海三棱草(Scirpus mariqueter)带光滩,且北样线土壤有机碳和全氮储量高于南、中样线。不同区域土壤有机碳和全氮储量垂直分布特征较一致,总体表现为光滩和海三棱草有机碳储量在10~15 cm土层最大,互花米草与芦苇有机碳储量较大值出现在0~10和20~30 cm土层。土壤全氮储量垂直分布特征与有机碳相似,且与有机碳储量呈极显著线性正相关(P0.01)。不同盐沼湿地植被类型是影响土壤有机碳和全氮储量分布的重要因素,而光滩区域土壤有机碳与全氮储量分布则主要受潮汐与沉积作用的影响。     

韶关市小坑林场山杜英幼林植被层生物量和碳储量的分配格局

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研究提供参考。在林地内建立3个20 m×20 m的样地,采用径阶标准木法,选取10株标准木,按照枝、叶、干和根分别进行取样。每个样地分别设置5个灌木样方(2 m×2 m)、草本样方(1 m×1 m)和凋落物样方(1 m×1 m)样方,收获样方内全部的灌木和草本及凋落物,并各取300 g样品,带回实验室分析。结果表明,山杜英林生物量为34.89 t·hm~(-2),平均碳质量分数为463.79 g·kg~(-1),碳储量为16.65 t·hm~(-2);山杜英林垂直结构的各组分中,乔木层的生物量(26.76 t·hm~(-2))和碳储量(12.85 t·hm~(-2))最大,占比分别为76.70%和77.18%;乔木层各组分中,树干的生物量(13.60 t·hm~(-2))和碳储量(6.62t·hm~(-2))最大,占比分别为50.82%和51.52%。山杜英林树干碳储量是乔木层碳储量的主体,因此应充分利用其生长特性,最大限度地增加树干碳储量,从而增加林分植被层碳储量。该林分具有较大的碳汇潜力,可通过提高林分密度以提高林分的碳储量。     

鄱阳湖湿地典型草洲主要植物种群在5个资源环境梯度上的生态位特征

基于鄱阳湖典型湿地恒湖农场茶叶港草洲19个样地(5 m×5 m)95个样方(1 m×1 m)实地调查得到的10种主要植物和高程、土壤pH值、电导率、含水量、有机质含量5个资源环境数据,采用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,研究植物种群生态位宽度与重叠度。结果表明:(1)在5个资源环境梯度上,优势种灰化薹草(Carex cinerascens)和虉草(Phalaris arundinacea)生态位宽度较大,群落偶见种旋鳞莎草(Cyperus michelianus)、广州菜(Rorippa cantoniensis)和芦苇(Phragmites australis)等生态位宽度相对较小;(2)10种主要植物生态位重叠值普遍较小,但也存在例外,主要表现在刚毛荸荠(Eleocharis valleculosa)、旋鳞莎草和广州菜3者之间的生态位重叠值相比其他物种对要高;(3)10种主要植物种群生态位宽度均与物种重要值呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系,而与物种重要值变异系数呈极显著负相关关系(P0.01)。恒湖农场茶叶港草洲10种主要植物对资源环境的利用能力和适应性差异较大,其生态位重叠值普遍较小,物种重要值是影响生态位宽度的重要因素。     

短花针茅荒漠草原生态系统净碳交换对载畜率的响应

草地生态系统作为中国最大的陆地生态系统,其碳循环的动态变化在全球碳收支平衡中扮演着重要角色。为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原净CO_2交换的日变化和季节变化特征,阐明放牧及土壤温度和湿度的季节性变化对生态系统净CO_2交换的影响,采用便携式光合仪LI-6400(LI-COR,USA)和密闭式箱法于2013—2014年生长季(5—10月)测定了对照(CK)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重度放牧(HG)4个处理的生态系统净碳交换。结果表明:短花针茅荒漠草原净CO_2交换具有明显的日变化规律。净碳交换的日动态主要受气温影响,昼间净碳吸收随温度升高而降低,甚至出现碳释放;夜间随气温降低,生态系统呼吸减弱。整个生长季,短花针茅荒漠草原表现为碳汇,在植物生长季的高峰期,净碳吸收达到峰值(-2.96mol·m~(-2)·s~(-1))。年际间生态系统净碳交换差异显著(P0.000 1),净碳交换主要受降水调控。净碳吸收与土壤温度在两年间均呈显著的二次多项式关系(P0.01),而与土壤湿度的关系则是2013年为显著的线性关系(P0.000 1),2014年为显著的二次多项式关系(P0.01)。土壤温度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.31~0.36,而土壤湿度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.26~0.51。HG区净碳吸收速率(-0.66mol·m~(-2)·s~(-1))显著低于CK区(-1.65mol·m~(-2)·s~(-1))。放牧减弱了荒漠草原的固碳潜力。     

气候变化对河西走廊主要农作物的影响

利用1991—2014年甘肃省河西走廊5市的气温、降水数据及农作物物候期和产量资料,运用线性趋势估计法、5 a滑动平移法、灰色关联度分析法和皮尔逊相关系数法分析了河西走廊24年来的气候变化特征、农作物物候和产量的变化特征及二者之间的联系。结果表明:(1)河西走廊近24年来春季变暖变干,气温气候倾向率为0.69℃/10 a、降水为6.63 mm/10a,夏秋季节变暖变湿,气温气候倾向率为0.49℃/10 a、降水为16.83 mm/10 a,全年表现为显著变暖,降水量增加,气温气候倾向率为0.43℃/10 a、降水为59.28 mm/10 a;(2)春小麦播种期呈略微提前趋势,玉米播种期呈推后趋势,春小麦和玉米的出苗期、生长季呈缩短趋势,成熟期呈提前趋势。春小麦和玉米播种期、出苗期、成熟期、生长季与气温呈负相关,播种期与降水量呈二次曲线关系,出苗期与降水量呈负相关,成熟期、生长季与降水量呈正相关;(3)河西走廊年小麦产量总体呈显著下降趋势,嘉峪关、金昌、武威、张掖和酒泉每10年分别减少0.5×10~4 t、0.24×10~4 t、10.94×10~4 t、10.72×10~4 t和13.85×10~4 t;年玉米产量酒泉呈略微减少趋势,每10年减少0.89×10~4 t,嘉峪关、金昌、武威和张掖总体呈增加趋势,每10年分别增加0.11×10~4 t、5.22×10~4 t、24.74×10~4 t和17.27×10~4 t;河西走廊的小麦相对气象产量正负变化比较频繁,玉米相对气象产量负值变化比较明显;嘉峪关、张掖、武威小麦产量和酒泉、金昌玉米产量受气温影响略大,关联系数分别为0.694 8、0.724 6、0.748 6和0.734 4、0.683 6,酒泉、金昌小麦产量和嘉峪关、张掖、武威玉米产量受降水量影响较大,关联系数分别为0.784 9、0.739 1和0.653 7、0.645 2、0.734 6;(4)社会经济因素对农作物的影响逐渐变大,国家政策的大力实施、农业科学技术的发展和推广以及河西走廊人民的种植意愿对农作物产生了很大的影响。该研究对农业应对气候变化,合理利用气候资源,推广生长季较短的新品种作物,提高农作物的生产潜力具有较大的意义。     

神农架大九湖泥炭湿地CO_2通量特征及其影响因子

泥炭地在全球碳循环中起着重要作用,其碳源、碳汇功能的转变已成为研究全球气候变化的热点。为研究湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地碳排放特征及影响因素,采用涡度相关法对大九湖泥炭湿地CO_2通量进行了观测,选取2016年6—8月作为生长季和2015年12月—2016年2月作为非生长季,对比分析泥炭湿地在不同生长季节CO_2通量的变化规律及其影响因子。结果表明,(1)大九湖泥炭湿地生态系统生长季CO_2通量的日变化规律明显,整体呈"U"型曲线,日变化范围为-6.84~6.65μmol·m~(-2)·s~(-1);非生长季CO_2通量变化趋势平缓,在-0.88~5.19μmol·m~(-2)·s~(-1)之间。(2)白天生长季与非生长季的CO2通量与光量子通量密度(PPFD)均符合直角双曲线关系,但生长季PPFD与CO_2通量的拟合效果(R~2=0.427 3,P0.01)优于非生长季(R~2=0.045 6,P0.01)。(3)生长季的气温(Ta)与CO_2通量呈二次曲线相关(R~2=0.248 6,P0.01),CO_2通量随Ta的升高呈先增加后降低;非生长季Ta与CO_2通量(R~2=0.042 8,P0.01)相关性显著,两者呈负相关,但Ta仅能解释CO_2通量4.28%的变异数据。(4)土壤温度(Ts)和土壤含水量(SWC)对CO_2通量的影响,主要体现在生态系统呼吸上。生长季夜间生态系统呼吸受Ts与SWC的共同影响(R~2=0.199 5,P0.01),生态系统呼吸的温度敏感性Q10值为1.84;非生长季夜间生态系统呼吸与Ts、SWC的相关性均不显著(P0.05)。     

不同施肥处理对花菜-毛豆轮作系统碳收支的影响

基于蔬菜生长季的时间尺度,从土壤固碳量和净生态系统碳收支(NECB)两个角度,研究等氮条件下,不同施肥模式对花菜-毛豆轮作系统碳收支的影响。试验为大田小区试验,设置单施化肥(H)、商品有机肥配施化肥(HY)、秸秆堆肥配施化肥(HJ)3个施肥处理,旨在探索菜田减排增汇的施肥模式。研究结果显示,(1)有机肥料配施化肥能显著提高土壤固碳量,HJ、HY固碳量分别比H高191.38%和73.10%;土壤固碳量与肥料中有机质的含量有关,HJ固碳量比HY高68.32%。(2)各施肥处理NECB为302~5 135 kg·hm~(-2),均为净碳汇,有机肥配施无机肥能显著提高NECB值,平均较化肥处理(H)NECB高出约16倍。其中,H处理温室气体累积排放量分别比HJ、HY高出10.57%、19.60%,而蔬菜固碳量却较HJ、HY低14.76%、13.87%,表明有机肥配施化肥既可以减排,同时可以提高轮作系统的净碳收支(NECB)。总之,土壤固碳量、系统净碳收支两方面的试验结果均表明:有机肥配施无机肥可以有效提高花菜-毛豆轮作系统净碳汇。综合考虑经济、环保效益,HJ是最佳的施肥模式,不仅可以提高花菜-毛豆轮作系统净碳收支,达到减排增汇的效果,而且可以实现秸秆的资源化利用,降低化肥的施用量,有利于农业的可持续发展。     

伏牛山地区森林生态系统服务空间差异分析

森林生态系统为人类社会提供多种多样的服务类型。从多种空间尺度探讨不同类型森林生态系统服务的空间差异特征,有助于明确森林生态系统综合管理及不同空间尺度上管理方案的差异,对于提升森林生态系统服务综合效益及优化森林管理方案具有重要的意义。综合森林类型图、气象和土壤等多源数据,借助InVEST 3.2模型和ArcGIS 10.2软件,开展伏牛山地区森林生态系统固碳服务和水源供给服务评估,并从区域和森林类型两个尺度分析其空间差异特征。结果表明,(1)伏牛山地区森林生态系统固碳量为1.97×10~8 t,碳密度为156.94 t·hm~(-2);水源供给量为6.06×10~9 m~3,供水深度为494.46 mm。(2)固碳服务高值区主要位于中高山地区,低值区一部分零星地分布在西峡和内乡地区的低山缓坡地区,另一部分主要位于栾川西部的油松飞播林基地地区。水源供给服务表现为自南向北递减,高值区位于降水量丰富的西峡南部地区,低值区主要位于干燥度指数较大的卢氏中北部、栾川及嵩县境内。(3)森林类型尺度上,阔叶林提供的固碳量和水源供给量均超过其供给总量的90%;就服务单位量而言,天然林的碳密度普遍高于人工林,供水深度则表现为马尾松林、栓皮栎林和阔杂林的供水深度比较大,而其余森林类型的供水深度比较小。研究结果可为伏牛山地区森林资源优化配置提供理论指导和决策支持。     

泸州市农业碳收支时空变化及公平性评价

根据泸州市空间面板数据,分别采用参数估算法及IPCC清单估算法估算该市2006—2015年农业生产碳收支状况,并用生态承载系数及经济效率系数进行区域农业碳排放公平性评价。结果表明:(1)2006—2015年该市农业碳吸收量由166. 47×10~7kg增长到188. 38×10~7kg,水稻碳吸收占比最大。农业碳吸收强度由2006年的8×10~3kg·hm~(-2)上升到2015年的8. 96×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区叙永县明显减弱,而泸县和合江县显著增强。(2)研究期该市农业碳排放量由144. 02×10~7kg减少到127. 71×10~7kg,其中牲畜养殖是最大排放源。农业碳排放强度由2006年的6. 92×10~3kg·hm~(-2)下降到2015年的6. 07×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区、纳溪区、叙永县和古蔺县明显减弱,而泸县显著增强。(3)农业碳排放生态承载力从大到小依次为江阳龙马潭泸县合江纳溪古蔺叙永;农业经济效率从大到小依次为龙马潭江阳泸县合江纳溪古蔺叙永。(4)农业碳排放公平性聚类分析结果显示,该市北部平原地区在一定程度上分担了其他地区的农业碳减排压力,南部山区农业碳排放则加重了该市农业碳减排压力。     

浦东东滩湿地围垦对土壤碳氮储量及酶活性影响

沿海滩涂湿地围垦为区域发展提供了潜在的土地资源,同时也深刻影响土壤质量演变及碳氮循环过程。以上海浦东东滩湿地光滩、2000年围垦后自然演替草地、2000年围垦林地和1994年围垦林地为研究对象,通过样地调查和室内分析研究了土壤总氮、总有机碳、水解性氮、易氧化有机碳含量及土壤酶活性变化。结果表明:随围垦时间延长,土壤碳氮储量显著增加(P0.05),1994年围垦后的林地土壤碳氮储量分别比光滩增加了58t·hm~(-2)和3.64t·hm~(-2),2000年围垦后的林地和草地碳氮储量分别比光滩增加了31.79t·hm~(-2)、2.85t·hm~(-2)和29.75t·hm~(-2)、1.77t·hm~(-2)。土壤易氧化有机碳和水解氮含量也随围垦年限增加而显著增大(P0.05)。围垦后随植被恢复的进行,土壤酶活性显著增强(P0.05),但过氧化氢酶和纤维素酶在不同围垦期不同土地利用方式之间均没有显著差异(P0.05),土壤尿酶和蔗糖酶活性随围垦年限增加而显著增大(P0.05),相同围垦期林地和草地之间4种土壤酶活性没有显著差异(P0.05)。土壤碳氮含量与土壤酶活性呈显著正相关,但与土壤含盐量呈显著负相关。土壤含盐量的降低是提高土壤酶活性,促进土壤碳氮积累的重要环境因素之一。该研究证实围垦有利于土壤碳氮储量的增加,围垦地造林提高了土壤固碳能力,加速了土壤肥力改善,但林分不同生长阶段对沿海围垦地土壤固碳增肥的效果具有较大差异。     

不同耕作模式对双季稻田生态系统净碳汇效应及收益的影响

耕作措施是影响稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的关键因素。为探明南方双季稻区不同耕作模式下稻田耕层土壤(0—20 cm)固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的变化特征,开展紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻大田定位试验,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种耕作处理,系统分析了不同耕作方式对稻田耕层土壤固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究结果表明,各处理稻田耕层土壤的固碳速率变化范围为2.98—3.43 t·hm~(-2)·a~(-1),耕层土壤碳密度为29.77—34.33 t·hm~(-2),其大小顺序均表现为CTRTNTRTO。不同耕作处理稻田生态系统作物的净碳固定变化范围为5.27—7.43 t·hm~(-2)·a~(-1),其大小顺序表现为CTRTNTRTO;CT和RT处理土壤的净碳汇量分别比NT处理增加40.26%和3.90%。不同处理稻田生态系统物质投入的碳成本为0.03—0.85 t·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益为7.11—8.81×10~3 CNY·hm~(-2)·a~(-1),稻田生态系统经济效益大小顺序表现为CTRTNTRTO。总之,翻耕、旋耕结合秸秆还田处理均有利于提高双季稻田耕层土壤的固碳速率、碳汇效应和经济收益,是增加耕层土壤有机碳库贮量的有效措施。     

黄土高原生态系统中土壤氮库的储量、流量及其消长趋势

本文以黄土高原生态系统中土壤氮库为中心,研究了土壤氮库的能量、流量以及消长趋势。研究结果表明,黄土高原表层(0—20cm)土壤氮库储氮量为1.5×10~8t,主要吸肥层(0—1m)为5.0×10~8t。高产农田土壤氮库储量为2—3t/ha,中产农田土壤为1.5—2.0t/ha,低产农田土壤仅1.0—1.5t/ha。黄土高原土壤氮库的流入量为235×10~4t,其中化学氮肥流入量占总流入量57.0％,有机肥占36.6％;流出量为250×10~4t,其中由作物收获流出氮量占69.6％,水土流失占12.8％,土壤氮库呈现负平衡,其中氮储量有缓慢下降趋势。为此,要大力增加化学氮肥与有机肥投入量。同时应采取多种措施,以提高有机氮流入量,还应大力降低非生产性氮流出量,使土壤氮库保持动态平衡与稳步增长。     

广东英罗湾不同潮位红树林-滩涂系统碳密度差异

自然生长的红树林植被生物量及土壤碳密度沿着海岸潮滩的分布存在异质性和不确定性,而目前对于潮滩高程间的异质性及不确定性的原因研究还比较少。以广东英罗湾自然分布的红树林为研究对象,通过比较不同潮滩高程红树林群落碳储量,对自然分布的不同潮位红树林碳储量差异进行研究。结果表明,(1)研究区域低潮位、中潮位、高潮位红树林植被生物量分别为(67.39±3.51)、(150.67±22.29)、(364.14±64.82)t·hm~(-2)。(2)低潮位土壤有机碳质量分数为13.50g·kg~(-1),中潮位为17.25 g·kg~(-1),高潮位为32.87 g·kg~(-1)。高潮位红树林土壤有机碳质量分数显著大于中低潮位。(3)生态系统碳密度在低潮位、中潮位、高潮位分别为(117.63±12.10)、(159.68±15.06)、(312.06±44.23) t·hm~(-2)。(4)不同潮位土壤盐度均值介于17.83‰-32.67‰,容重均值介于0.78-1.10 g·m~(-3),pH均值介于4.84-5.75,总氮(TN)质量分数介于1.32-1.85 g·kg~(-1),总磷(TP)质量分数介于0.18-0.35 g·kg~(-1),除容重、pH外,其他指标均呈现随潮滩高程增加而增加的规律。(5)植被生物量、土壤有机碳质量分数与土壤总氮、总磷、盐度呈显著性相关,与pH呈显著性负相关。潮滩高程的变化是影响红树林碳汇的重要因素,研究结果能够为区域红树林的碳汇作用研究提供依据。     

基于遥感和FORCCHN的中国森林生态系统NPP及生态服务功能评估

气候变化背景下定量评估中国森林生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)及生态服务功能,对于更好地理解全球变化背景下中国森林生态系统碳循环的演变规律以及正确评价森林在中国生态环境建设中的作用具有重要意义。以中国森林生态系统为研究对象,应用遥感数据和基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了1981—2017年中国森林生态系统净初级生产力NPP,并对其固碳释氧生态服务功能进行了评估。结果表明,(1)1981—2017年期间,中国森林生态系统单位面积NPP量和NPP总量年际变化呈现较为明显的增长趋势。其中,NPP总量在2.02~2.53 Pg·a~(-1)之间波动,平均为2.36 Pg·a~(-1),最大值出现在2004年,最小值出现在2010年。(2)NPP年代际增长十分明显,其中,21世纪00年代和21世纪10年代之间的增加幅度最大。(3)NPP空间分布的基本特点是南高北低,且近36年各地森林生态系统单位面积NPP增加量差异显著,其中,西南林区单位面积NPP量增幅最为明显,最大增幅超过666.7 g·m~(-2)·a~(-1);东南林区单位面积NPP量增幅也很明显,最大增幅超过444.4 g·m~(-2)·a~(-1)。(4)近36年来,中国森林生态系统固碳价值和释放氧气价值均呈波动增加趋势,固碳释氧总价值140 883.3×10~9 yuan,且释放氧气价值为固碳价值的2.82倍。     

三工河流域5种荒漠群落土壤有机碳动态

土壤有机碳是土壤质量和健康的重要指标,其来源是根系和凋落物,了解土壤有机碳的分布格局及土壤有机碳密度、储量与细根、凋落物的关系,是深入理解荒漠生态系统碳循环过程的关键.以新疆三工河流域的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、芦苇(Phragmites australis)、梭梭(Haloxylon ammodendron)等5种荒漠群落为研究对象,采用连续土钻取样法和土柱法,研究土壤有机碳的密度、储量和细根、凋落物对土壤有机碳的补充.结果表明,随着土层深度的增加,5个群落的土壤有机碳含量均呈逐渐降低的趋势,最大值均出现在0-5 cm土层;5个群落的土壤有机碳密度和0-100 cm土壤有机碳储量分别为3.19 kg/m~2、306.87g/m~2,土壤有机碳的总储量为5.13×10~5 t.5个群落的凋落物年产量为10.10-79.78 g/m~2,通过分解每年补充的土壤有机碳为0.44-9.53 g/m~2,占土壤有机碳储量的0.21%-3.94%. 5个群落的细根周转速率为1.41-1.98次/年,通过分解每年补充的土壤有机碳为6.31-44.12 g/m~2,占土壤有机碳储量的2.25%-20.90%,是凋落物贡献的2.09-2.58倍.可见,细根和凋落物对土壤有机碳库的积累起关键作用,细根较凋落物对土壤有机碳的贡献更大.(图8表5参38)     

鄱阳湖沙化土地湿地松人工林碳蓄积量研究

2008─2010年在鄱阳湖建立了110 hm2鄱阳湖沙化土地生态恢复示范区,采用野外调查和室内分析相结合的方法,测定了多宝乡沙山生态恢复示范区内不同沙化程度(重度、中度、轻度)湿地松(Pinus elliottii)人工林碳含量和碳蓄积量,分析碳蓄积量的空间分布及原因。结果表明:随着沙化程度的加大,林分密度减小,碳蓄积量也减小,表现为轻度沙化区中度沙化区重度沙化区,其中,(1)乔木层重度、中度和轻度沙化区地上部分碳蓄积量分别为:1.88、3.45、19.22 t·hm-2,碳蓄积量在各器官中的分布呈树干树枝树叶;(2)土壤层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.59、0.9、1.3 t·hm-2,碳蓄积量主要集中在表层0~10 cm土层中,随土层深度的加深,土壤碳含量和土壤碳密度呈不断递减趋势,但轻度沙化区,却呈现表层土壤深层土壤中层土壤的趋势;(3)凋落物层重度、中度和轻度沙化区碳蓄积量分别为0.12、0.59、1.22 t·hm-2;(4)林下植被层碳含量明显低于乔木层,范围在365.8~475.9 mg·g-1之间,不同沙化程度(以单叶蔓荆为例,重度、中度、轻度沙化区碳含量依次为446.3、441.1、469.8 mg·g-1)和不同物种之间差异不大(重度沙化区单叶蔓荆和狗牙根碳含量依次为446.3、416.5 mg·g-1)。可见生态条件较好的轻度沙化区植被更容易恢复成功,生态系统的固碳能力更强、效益更好。高密度的单一植物群落抑制林下植被的存活与扩展,因此沙化土地生态治理应该由易(轻度沙化区)到难(重度沙化区)依次进行,同时在先锋物种湿地松定居后要适时引入其他草本或阔叶植物物种,完善植物群落结构,增加沙化土地恢复区人工林的碳蓄积量。     

南亚热带3种常绿阔叶次生林的生物量结构和固碳现状

相对准确地计量地带性森林碳库大小是估算区域森林碳汇潜力的前提。选择我国南亚热带地区受生态公益林保护近三四十年的3种常绿阔叶次生林:鹿角锥(Castanopsislamontii)+木荷(Schimasuperba)次生林(简称为LJZ)、华润楠(Machiluschinensis)+小红栲(C.carlesii)+黄杞(Engelhardtiaroxburghiana)次生林(简称为HRN)、罗浮栲(C.faberi)+木荷+黎蒴(C.fissa)次生林(简称为LFK),开展完整的植被生物量和土壤碳库调查,并对其碳库结构进行分析。结果表明,(1)鹿角锥+木荷林、华润楠+小红栲+黄杞林、罗浮栲+木荷+黎蒴林植被总生物量分别为235.0、231.0、261.9 t·hm~(-2),0~100cm土壤碳库分别为126.6、148.1、104.6 t·hm~(-2);采用0.45植物含碳率计算生物量碳库,则整个生态系统碳库分别为232.4、252.1、222.5 t·hm-2。(2)3种次生林总生物量的组成中,乔木层生物量比例最大,介于87%~93%,接下来为枯死木生物量比例,灌木层、草本层、凋落物层和细根(≤2 mm)的生物量比例大多在1%~2%之间。(3)3种林型乔木层生物量胸径级分布存在差异,其中,鹿角锥+木荷林和罗浮栲+木荷+黎蒴林近似正态分布,最大比例胸径级为15~20 cm,分别占总生物量的30%和36%。华润楠+小红栲+黄杞林则表现为随胸径级增加比例增大的趋势,其最大比例胸径级为35 cm以上,占总生物量的37%。(4)3种林型乔木层生物量不同组分比例大小顺序一致,即树干树根树枝树叶,且同一组分在不同林型所占比例相差较小,树干、树枝、树叶和树根比例分别约为46%、19%、3%和32%。(5)参照南亚热带顶极演替阶段季风常绿阔叶林,该研究的3种次生林碳汇潜力主要在植被固碳上,而土壤固碳潜力有限。该研究全面地计量了我国南亚热带地区3种不同群落组成的常绿阔叶次生林碳库现状,这对评估该地区较大面积的仍受干扰的次生林、低效改造林和新造乡土树种混交林等低效森林未来几十年的固碳潜力具有重要参考价值。