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山东省结缕草暖性草丛生态系统固碳特征及影响因子

作　者: 丁晨曦
导　师: 董智
学　校: 山东农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 结缕草暖性草丛 CO2净交换量生态系统呼吸碳储量药乡小流域
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

以药乡小流域结缕草（Zoysia japonica）暖性草丛为研究对象，采用野外取样和定点观测-静态箱法（LI-840红外分析仪联用），分析了山东省结缕草暖性草丛生态系统的固碳现状、NEE碳平衡及分量的昼夜动态和季节动态变化特征，以及NEE对各种环境因子的响应；采用Michaelis-Menten改进模型推算了山东省结缕草暖性草丛生态系统NEE的年通量。该研究可为山东省草地生态系统碳源/汇贡献的定量评估提供参考和依据，对我国草地生态系统碳源/汇的数据整合及完善全球碳预算等具有十分重要的意义。主要研究结果为：（1）药乡小流域结缕草暖性草丛生态系统碳储量约为2.74×103gC·m-2，碳储量大小排序为：土壤有机碳储量（89%）>植被碳储量（7%）>凋落物碳储量（4%）。（2）结缕草暖性草丛生态系统的NEE昼夜动态呈单峰和双峰曲线两种变化类型，在所有生长季节观测日中均没有出现“午休现象”，白天表现为CO₂净吸收，最大值均出现在12:00；而在夜间表现为相对稳定的CO₂净排放，均在晚上21:00达到排放最大值，之后随温度降低而逐步减小，一般在3:00出现排放最小值。另外，傍晚18:00观测草丛Re速率可以很好地代表全天生态系统呼吸速率的均值；上午9:00观测草丛Rh速率可以很好地代表全天土壤呼吸速率的均值。（3）结缕草暖性草丛生态系统NEE的季节动态总体表现为夏季低，冬季高。非生长季节（10-3月份）NEE表现为向外界排放CO₂，生长季节（4-9月份）则表现为净吸收CO₂。Vw的季节变化与NEE的季节动态趋势有很好的对应关系；另外，Pg季节变化对NEE的影响大于Re。（4）光有效辐射（PAR）、大气温度（Ta）、饱和水汽压差（VPD）、瞬时风速（Vw）和土壤10cm含水量（W）是结缕草暖性草丛生态系统NEE昼夜动态的主要影响因素，但不同月份NEE昼夜动态的影响因素各异，且因子间存在着互作效应。主成分分析则表明，NEE的季节动态主要受温度、水分、风速和光强等因子控制。（5）为了更准确的估算研究区结缕草暖性草丛生态系统NEE年通量，本研究对Michaelis-Menten模型进行了修正，推算出山东省药乡小流域结缕草暖性草丛生态系统NEE年通量为-237.13g C·m-2·yr-1。

全文目录

中文摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
1 引言  10-18
  1.1 研究目的意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-18
    1.2.1 NEE 的主要研究方法  11-13
    1.2.2 森林生态系统碳储量研究现状  13-14
    1.2.3 农田生态系统碳储量研究现状  14
    1.2.4 草地碳平衡的研究现状  14-18
2 材料与方法  18-26
  2.1 研究区概况  18-20
    2.1.1 地理位置  18
    2.1.2 地质地貌  18
    2.1.3 气候  18-19
    2.1.4 水文  19
    2.1.5 土壤  19
    2.1.6 植被  19-20
  2.2 研究内容  20-21
  2.3 研究方法  21-25
    2.3.1 NEE、Re和 Rh的测定  21
    2.3.2 土壤和植被固碳现状的测定  21-22
    2.3.3 环境因子监测  22
    2.3.4 数据处理  22-24
    2.3.5 数据处理与分析  24-25
  2.4 技术路线  25-26
3 结果与分析  26-50
  3.1 研究区植被和气候状况  26-29
    3.1.1 结缕草暖性草丛群落组成与结构  26
    3.1.2 研究区气候状况  26-29
  3.2 山东省结缕草暖性草丛生态系统固碳现状  29-31
    3.2.1 山东省结缕草暖性草丛植被碳储量  29-30
    3.2.2 山东省结缕草暖性草丛土壤有机碳储量  30
    3.2.3 山东省结缕草暖性草丛生态系统碳储量  30-31
  3.3 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE、Re和 Rh的日变化特征  31-39
    3.3.1 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 的昼夜动态  31-35
    3.3.2 结缕草暖性草丛生态系统 Re的昼夜动态  35-37
    3.3.3 结缕草暖性草丛生态系统 Rh的昼夜动态  37-38
    3.3.4 结缕草暖性草丛生态系统 Pg的昼夜动态  38-39
  3.4 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE、Re和 Rh的季节变化特征  39-42
    3.4.1 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 的季节动态  39-41
    3.4.2 结缕草暖性草丛生态系统 Re的季节动态  41-42
    3.4.3 结缕草暖性草丛生态系统 Rh的季节动态  42
    3.4.4 结缕草暖性草丛生态系统 Pg的季节动态  42
  3.5 结缕草暖性草丛生态系统 NEE 对环境因子的响应  42-48
    3.5.1 NEE 昼夜动态的相关环境因子  42-44
    3.5.2 NEE 季节动态与环境因子的相关性  44-48
  3.6 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 年通量的估算  48-50
4 讨论  50-54
  4.1 结缕草暖性草丛生态系统碳储量  50-51
  4.2 结缕草暖性草丛 NEE 的昼夜变化特征  51-52
  4.3 结缕草暖性草丛 NEE 的季节变化特征  52
  4.4 环境因子对 NEE 的影响  52-53
  4.5 NEE 年通量大小的比较  53-54
5 结论  54-55
参考文献  55-61
附录  61-62
致谢  62-63
攻读硕士期间发表论文  63

山东省结缕草暖性草丛生态系统固碳特征及影响因子

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