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洪湖湿地植物储碳、固碳能力及营养元素积累研究

作　者: 付硕章
导　师: 柯文山
学　校: 湖北大学
专　业: 生态学
关键词: 洪湖生物量储碳固碳营养元素积累
分类号: Q948.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

利用Landsat5TM数据,采用遥感方法对洪湖水生植被的生物量进行调查研究。以该卫星图象为主要依据之一,设计了野外生物量采样路线与样点,并在地形图和GPS的帮助下,实时地开展了水生植被生物量的野外实地采样,研究了洪湖湿地典型植物在2009.11-2010.9生物量的季节动态。结果表明：在挺水植物群落中,野菰和莲两种植物地上生物量的季节动态总体趋势相同,于9月分别达到1942.5g/m2和1784.3g/m2的最大生物量；地下生物量比地上生物量大,莲地下生物量的最高值是最低值的2.44倍,野菰相应为2.69倍。在沉水植物群落中,黄丝草、穗状狐尾藻于11月分别达到3486.8g/m2和428.7g/m2的最大生物量,金鱼藻、苦草、黑藻于9月分别达到874.1g/m2.181.4g/m2和9.8g/m2的最大生物量,菹草于4月达到377.9g/m2的最大生物量。沉水植物群落的最大生物量为4079.1g/m2(鲜重,11月)。利用遥感技术算出挺水植物优势种2009年11月的总生物量为12.58×107kg。湿地生态系统具有较强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。为了解洪湖湖泊湿地典型植物的储碳、固碳情况,通过实地调研与实验室测定相结合的方法,研究了洪湖湿地典型植物的现存生物量和初级生产力,测算其碳储量,固碳能力,探讨了其固碳潜力。结果得出：挺水植物中,野菰地上部分碳储量平均0.33kg·m-2(0.23～0.42kg·m-2);地下部分碳储量平均为0.65kg·m-2,均约为地上2倍,因此野菰碳储量主要在地下部分；野菰固碳能力为0.53kg·m-2·-1。沉水植物的碳储量因季节不同也不尽相同,黄丝草11月的碳储量比4月高,约为4月份的1.33倍,而菹草和金鱼藻4月的碳储量明显高于11月份,其碳储量分别为11月的2.1倍和3倍。沉水植物碳储量大小表现为：黄丝草>菹草>金鱼藻：沉水植物4月份的固碳能力比11月的强,其平均固碳能力表现为：菹草>黄丝草>金鱼藻。为研究洪湖湿地植物的营养元素积累,采用凯氏定氮法测氮,钼娣钪比色法测磷,火焰光度计法测钾,原子吸收法测铜、铁、钙、镁、锌。结果表明,洪湖湿地不同植物种类、不同生长时期,其氮、磷、钾的含量有所差异。各类植物氮磷钾养分含量的大小顺序是沉水植物>挺水植物,但植物中氮磷钾养分积累总量的大小顺序则是挺水植物>沉水植物。洪湖湿地生态系统中不同优势种营养元素不仅存在种间差异而且存在构件差异。N,P,K,Ca,Mg,Cu和Fe元素总量莲中的分布大致的规律从大到小依次是根茎、叶片、叶鞘、花。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-20
  1. 文献综述  11-18
    1.1 湿地研究进展  11-13
      1.1.1 我国湿地资源概况  11
      1.1.2 国内外湿地研究进展  11-13
    1.2 生物量研究进展  13-15
      1.2.1 湿地植被生物量研究的传统方法进展  13-14
      1.2.2 湿地植被生物量研究的遥感估算方法进展  14-15
    1.3 湿地的固碳潜力  15-16
    1.4 植物营养元素研究  16-18
  2. 本文研究内容及意义  18-19
  3. 目前研究中存在的主要问题及未来研究方向展望  19-20
第二章生物量动态  20-32
  1. 研究区概况  20-22
    1.1 气候条件  20-21
    1.2 水环境概况  21
    1.3 野生植物资源  21-22
  2. 研究方法  22-25
    2.1 数据收集及预处理  22-25
      2.1.1 遥感数据的选择  22-23
      2.1.2 水生植被生物量的实地采样  23-25
    2.2 数据处理与分析  25
  3. 结果与分析  25-31
    3.1 挺水植物生物量动态  25-27
      3.1.1 地上部分生物量季节动态  25-26
      3.1.2 地下部分生物量季节动态  26-27
    3.2 沉水植物生物量动态  27
    3.3 挺水植物优势种生物量遥感分析  27-31
      3.3.1 基于NDVI灰度图像识别湿地植被生态类型  27-28
      3.3.2 实地测量的挺水植物优势种生物量与植被指数的相关性分析  28-30
      3.3.3 回归模型的建立及生物量的测定  30-31
  4. 讨论  31-32
第三章洪湖湿地植物碳储存和固定能力  32-39
  1. 材料和方法  32-33
    1.1 试剂与仪器  32
    1.2 研究方法  32-33
      1.2.1 生产力的测定  32
      1.2.2 碳的换算  32-33
      1.2.3 碘量法测氧  33
  2. 结果与分析  33-37
    2.1 挺水植物碳储存和固定能力  33-35
      2.1.1 野菰群落碳储量及分配格局  33-34
      2.1.2 野菰群落固碳能力  34-35
    2.2 沉水植物碳储存和固定能力  35-37
      2.2.1 三种沉水植物的生产力  35-36
      2.2.2 三种沉水植物的碳储量  36-37
      2.2.3 三种沉水植物固碳能力  37
  3. 讨论  37-39
    3.1 野菰的固碳能力  37-38
    3.2 不同类型植物固碳能力的比较  38
    3.3 影响沉水植物生产力的因素  38-39
第四章洪湖湿地植物营养元素积累  39-54
  1. 材料和方法  39-44
    1.1 材料、仪器设备及试剂  39-40
    1.2 元素测定  40-44
      1.2.1 氮的测定  40-41
      1.2.2 磷的测定  41-42
      1.2.3 钾的测定  42-43
      1.2.4 铁、钙、铜、锌、镁的测定  43-44
  2. 结果与分析  44-52
    2.1 几种主要挺水植物的N.P.K积累  44-49
      2.1.1 植物元素含量分布特征  44-45
      2.1.2 植物元素贮量分布特征  45
      2.1.3 植物元素含量季节动态  45-49
    2.2 几种主要沉水植物的N.P.K积累  49-51
      2.2.1 氮磷钾的含量特征  49-50
      2.2.2 氮磷钾的积累特征  50-51
    2.3 矿质元素的积累  51-52
      2.3.1 不同种类植物矿质元素分布  51
      2.3.2 挺水植物不同构件的矿质元素  51-52
  3. 讨论  52-54
结论  54-55
参考文献  55-60
附录  60-61
致谢  61

洪湖湿地植物储碳、固碳能力及营养元素积累研究

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