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火干扰对小兴安岭草丛、灌丛、阔叶林湿地温室气体排放的影响

作　者: 张博文
导　师: 牟长城
学　校: 东北林业大学
专　业: 生态学
关键词: 小兴安岭 森林湿地 火干扰 温室气体排放
分类号: S762.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


湿地是温室气体重要的源和汇,全球平均每年大约有1%的森林遭受火干扰的影响,在中高纬地区,林火更是出现频繁,火是森林湿地一个重要的干扰因子。本文以小兴安岭4种森林湿地类型：修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽、油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carex schmidtii)灌丛沼泽、毛赤杨(Alnus sibiricα)沼泽、白桦(Betulαplαtyphyllα)沼泽为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法,研究火干扰对生长季森林湿地甲烷、二氧化碳和氧化亚氮排放的影响。结果表明：火干扰对各类沼泽生长季节空气、土壤温度以及水位均具有显著影响。毛赤杨火烧样地、白桦重度火烧样地的空气和各层土壤温度,草丛、灌丛火烧样地的空气和0-10cm各层土壤温度,白桦轻度火烧样地空气和地表温度较对照样地均有提高。火干扰使各类沼泽水位下降,且白桦沼泽重度火干扰较轻度火干扰下降幅度更大。火干扰对各类型沼泽湿地CH4排放通量的季节变化规律具有一定影响。除白桦沼泽重度火烧样地外,其他各样地CH4通量的季节变化格局一致,均呈现春季吸收、夏秋季排放,秋季大于夏季的季节变化规律；重度火干扰使白桦沼泽CH4排放通量由弱排放转变为弱吸收,并改变了其季节分布格局,呈现春夏季弱吸收、秋季弱排放的季节变化规律。火干扰改变了土壤CO2排放通量的季节分布格局,未火烧样地CO2排放通量春秋较低且相近,夏季排放最高,火干扰使其则转化为夏季>秋季>春季的季节分布格局。各类型沼泽火干扰前后N20排放季节变化规律性不明显,其通量较小但变化幅度较大。火干扰对白桦沼泽生长季CH4排放与环境因子关系的影响较弱。仅草丛沼泽对照样地、毛赤杨沼泽、白桦轻度火烧样地甲烷通量与个别土层土壤温度显著相关(P<0.05)。土壤温度和地下水位是影响CO2排放的主控因子,火干扰提高了CO2排放通量与深层土壤温度的相关性。火干扰对生长季N20排放环境因子的影响较小。仅灌丛沼泽火烧样地、白桦沼泽对照样地N20通量与个别土层土壤温度显著相关(P<0.05)。各类型沼泽水位与CH4、N20排放的相关性均不显著,与CO2显著负相关。火干扰对CH4排放的影响与火干扰强度有关,白桦沼泽重度火烧后由CH4排放源转变为CH4的弱吸收汇,其他类型沼泽经火烧以及白桦沼泽经轻度火烧后,CH4排放源的强度均增强。火干扰削弱了各类型沼泽生长季节N20、土壤CO2的排放,且白桦沼泽轻度火干扰减弱幅度大于重度火干扰。火干扰增强了灌丛沼泽温室气体全球变暖潜势值33.9%,削弱了其他类型沼泽温室气体全球变暖潜势值(12.7%～38.1%),且白桦沼泽轻度火干扰减小幅度大于重度。因此从控制温室气体排放角度考虑,湿地管理实践中可以适当开展计划火烧。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 研究背景  8
  1.2 国内外研究进展  8-13
    1.2.1 湿地科学的研究概况  8-9
    1.2.2 大气主要温室气体源汇问题的研究进展  9
    1.2.3 湿地生态系统碳通量的研究进展  9-11
    1.2.4 湿地生态系统N_2O通量的研究进展  11-12
    1.2.5 火干扰后森林温室气体通量变化的研究  12
    1.2.6 存在的问题及趋势  12-13
  1.3 研究的目的和意义  13-14
    1.3.1 研究目的  13
    1.3.2 研究意义  13-14
  1.4 研究内容  14-15
2 研究地概况和研究方法  15-17
  2.1 研究地概况  15
  2.2 样地设置  15-16
  2.3 研究方法  16
    2.3.1 样品采集  16
    2.3.2 样品分析  16
    2.3.3 环境因子测定  16
  2.4 数据处理  16-17
3 火干扰对沼泽湿地温室气体排放季节变化规律的影响  17-27
  3.1 火干扰对森林沼泽湿地温度及水位季节变化规律的影响  17-19
  3.2 火干扰对森林沼泽湿地CH_4排放季节变化的影响  19-21
  3.3 火干扰对森林沼泽湿地土壤CO_2排放季节变化的影响  21-23
  3.4 火干扰对森林沼泽湿地N_2O排放季节变化的影响  23-24
  3.5 讨论  24-25
    3.5.1 火干扰对森林沼泽湿地温度和水位的影响  24-25
    3.5.2 火干扰对CH_4排放季节变化的影响  25
    3.5.3 火干扰对CO_2排放季节变化的影响  25
    3.5.4 火干扰对N_2O排放季节变化的影响  25
  3.6 本章小结  25-27
4 火干扰对沼泽湿地温室气体排放主控因子的影响  27-31
  4.1 火干扰对沼泽湿地温室气体排放主控因子的影响  27-29
    4.1.1 火干扰对CH_4排放主控因子的影响  27
    4.1.2 火干扰对土壤CO_2排放主控因子的影响  27-28
    4.1.3 火干扰对N_2O排放主控因子的影响  28-29
  4.2 讨论  29-30
    4.2.1 火干扰对CH_4排放主控因子的影响  29
    4.2.2 火干扰对土壤CO_2排放主控因子的影响  29-30
    4.2.3 火干扰对N_2O排放主控因子的影响  30
  4.3 本章小结  30-31
5 火干扰对森林沼泽湿地温室气体排放量及温室效应贡献潜力的影响  31-35
  5.1 火干扰对森林沼泽湿地温室气体总量的影响  31-32
    5.1.1 火干扰对森林沼泽湿地CH_4排放总量的影响  31
    5.1.2 火干扰对森林沼泽湿地CO_2排放总量的影响  31
    5.1.3 火干扰对森林沼泽湿地N_2O排放总量的影响  31-32
  5.2 火干扰对森林沼泽湿地全球变暖潜势的影响  32-33
    5.2.1 火干扰对森林沼泽湿地全球变暖潜势的影响  32-33
    5.2.2 火干扰对森林沼泽湿地温室气体排放结构的影响  33
  5.3 讨论  33-34
  5.4 本章小结  34-35
结论  35-38
参考文献  38-43
攻读学位期间发表的学术论文  43-44
致谢  44-45

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林保护学 > 林火 > 森林火灾的成因、种类及影响
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