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基于CBM-CFS3模型的森林管理研究-以江西省造林对生态系统碳循环的影响模拟为例

作　者: 商贵铎
导　师: 齐善忠; 黄玫
学　校: 山东师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 森林管理造林 CBM-CFS3 碳密度生物量土壤碳
分类号: S757.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

森林是陆地生态系统中最大的生态系统，同时是陆地生态系统中最大的碳库，它在全球的碳循环过程中扮演了重要的角色。森林生态系统通过植物的光合作用将大气中的CO2吸收并固定在森林的植被与土壤当中，进而减少大气中二氧化碳浓度。在全球变暖、土地荒漠化、环境污染等问题日益严重的背景下，森林的固碳作用也越来越受到各国的关注。森林管理是以森林可持续发展为目的的林地利用和作业系统，森林管理包括造林，再造林，木材收获，森林抚育，以及针对自然干扰（如火干扰，森林病虫害等）的管理措施。其中造林和再造林是最直接最有效的增加森林的碳汇能力的措施。江西省属于亚热带气候，水热条件较好，适合森林生长，森林的固碳潜力也较高。因此模拟江西省造林与再造林对森林生态系统碳循环的影响有着重要的意义。本论文研究以江西省森林为研究对象，基于林业清查数据、土壤普查数据、遥感数据（modis）、林业统计年鉴等，利用CBM-CFS3（Carbon Budget Model of the Canadian ForestSector model）模型模拟造林和再造林对森林生态系统碳通量影响的过程与机理，比较不同管理措施对江西省森林生态系统碳库的变化以及由此产生的源汇变化的影响，确定造林和再造林在维持森林生态系统的稳定与提高森林生态系统功能等方面的重要作用，论文的主要研究内容为：（1）模拟江西省森林生态系统的碳储量现状并进行验证。（2）研究过去几十年江西省造林增加的碳汇以及再造林增加的碳汇。（3）预测在不同管理措施下江西省森林生态系统未来的碳储量。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
1 绪论  9-25
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 森林管理概念与不同管理措施对森林生态系统的影响  10-16
    1.2.1 森林管理概念与发展史  10-11
    1.2.2 森林生态系统碳循环过程描述  11-12
    1.2.3 管理措施对森林生态系统碳循环的影响  12-16
  1.3 森林管理模型的发展与分类  16-21
    1.3.1 森林管理模型发展史  16-18
    1.3.2 森林管理模型分类  18-21
  1.4 模型在森林管理中的应用  21-24
    1.4.1 运用在生态系统碳循环方面的模型  21
    1.4.2 生态系统模型在森林管理中的应用  21-24
  1.5 研究目的与意义  24-25
2 数据处理与研究方案  25-35
  2.1 数据来源与处理  25-31
    2.1.1 江西省主要森林类型数据来源与处理  25-26
    2.1.2 江西省主要林区数据来源与处理  26-30
    2.1.3 江西省造林、再造林历史数据  30-31
  2.2 研究方法  31-33
    2.2.1 模型中造林、再造林与间伐情景介绍  31-32
    2.2.2 江西省主要森林生态系统以及林区应用管理措施的研究方法  32-33
  2.3 技术路线  33-35
    2.3.1 CBM-CFS3 模型验证的技术路线  33
    2.3.2 CBM-CFS3 模型应用技术路线  33-35
3 CBM-CFS3 模型介绍与区域验证  35-46
  3.1 模型介绍  35-41
    3.1.1 模型输入及输出数据  36-38
    3.1.2 模型结构与碳库周转  38-39
    3.1.3 模型机理及与过程模型之间的比较  39-41
  3.2 模型中主要参数本地化处理  41-43
    3.2.1 模型中主要参数描述  41-42
    3.2.2 模型本地化参数设置  42-43
  3.3 CBM-CFS3 模型区域验证  43-46
    3.3.1 模型在千烟洲试验站的验证  43-44
    3.3.2 模型运算结果与他人研究结果的对比  44-46
4 江西省四种主要森林生态系统的造林与再造林  46-49
  4.1 1978 年以来江西省造林对森林生态系统的影响  46-47
    4.1.1 造林对江西省森林植被碳的影响  46
    4.1.2 造林对江西省森林土壤碳的影响  46-47
  4.2 1978 年以来江西省再造林对森林生态系统的影响  47-49
    4.2.1 再造林对江西省森林植被碳的影响  47-48
    4.2.2 再造林对江西省森林土壤碳的影响  48-49
5 江西省森林生态系统在不同管理措施下碳库的变化  49-57
  5.1 江西省森林植被碳土壤碳  49-52
    5.1.1 江西省四种森林类型分布特征  49-50
    5.1.2 江西省森林植被碳与土壤碳分布特征  50-51
    5.1.3 与其他结果的对比及不确定性分析  51-52
  5.2 管理措施对江西省森林生态系统的影响  52-57
    5.2.1 管理措施对江西省林区生物量的影响  52-54
    5.2.2 管理措施对江西省林区土壤碳的影响  54-55
    5.2.3 江西省森林管理措施的最优化选择  55-57
6 结论与展望  57-59
  6.1 主要结论  57
    6.1.1 CBM-CFS3 模型区域验证  57
    6.1.2 造林与再造林对江西省的影响  57
  6.2 研究展望  57-59
参考文献  59-64
攻读学位期间参与的科研项目及发表的学术论文  64-65
致谢  65-66

基于CBM-CFS3模型的森林管理研究-以江西省造林对生态系统碳循环的影响模拟为例

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