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井冈山森林生态系统植被碳密度研究

作　者: 林伟
导　师: 郑博福；李俊生
学　校: 南昌大学
专　业: 环境科学
关键词: 碳密度生物量常绿阔叶林人工杉木林环境因子井冈山
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

森林作为陆地生态系统的主体,是陆地生态系统中最大的碳库,在调节全球碳平衡和减缓大气中CO2等含碳温室气体浓度上升及调节全球气候变化等方面具有不可替代的作用。对森林生态系统碳循环及碳汇问题的研究已成为当前全球气候变化研究中的重点。以井冈山自然保护区中主要森林类型为研究对象,分植被层(包括乔木与林下植被)、枯落层和土壤层(表层1 m)比较了井冈山5种重要森林类型碳密度,并对碳密度及其影响因素做了相关方面的分析,主要结论如下：(1)井冈山5种重要森林总碳密度排序为常绿阔叶林>针阔混交林>人工杉木林>落叶阔叶林>毛竹林；5种森林类型土壤碳密度平均值为22.453 kg/m2,占森林总碳密度77.3%,不同森林类型间土壤层碳密度差异较小；植被层碳密度差异最大,针阔混交林碳密度最大(12.039 kg/m2),是碳密度最小的落叶阔叶林(1.322 kg/m2)的9.1倍；不同森林类型间乔木层碳密度差异显著,乔木层碳密度排序为针阔混交林(11.877 kg/m2)>常绿阔叶林>人工杉木林>毛竹林>落叶阔叶林(1.156 kg/m2)；灌木层总碳密度差异大,排序为常绿阔叶林(0.153 kg/m2)>人工杉木林>针阔混交林>毛竹林>落叶阔叶林(0.027 kg/m2)；草本层碳密度差异较小,在0.074 kg/m2(人工杉木林)～0.108 kg/m2(毛竹林)之间；枯落层碳密度最低,不同森林类型间枯落层碳密度差异不大,在0.064～0.084 kg/m2之间。(2)通过建立灌木生物量模型来估测井冈山灌木生物量的方法,精度高,简便易行。分析生物量模型时发现,参与建模因子数量不多,主要以地径D和树高H为主。在生物量建模过程中,选择客观且易操作的测树因子是建模的关键。(3)常绿阔叶林和人工杉木林森林碳密度与NDVI、LAI和材积的相关性分析结果表明,常绿阔叶林和人工杉木林中各层碳密度与NDVI之间的相关关系均不显著；两种森林类型的乔木和植被层碳密度与材积具有很好的相关性,R2达到0.97,与LAI的相关性不是很好,只有人工杉木林的R2在0.7以上,达到显著水平；两种森林类型总体碳密度与材积和LAI的相关性分析结果表明,只有常绿阔叶林总体碳密度与材积具有很好相关性,其它相关性水平均不显著。(4)常绿阔叶林和人工杉木林森林碳密度与年平均温和年降水量之间存在很好的相关关系；常绿阔叶林碳密度与年平均温成正相关,与年降水量成负相关；人工杉木林碳密度与年降水量成正相关,与年平均温成负相关；气温和降水等环境因子及其交互作用会对植物生长及林地碳储存产生深远影响。由于森林生态系统本身的复杂性,各生物量估测模型无统一标准,这可能会降低研究结论的可比性。今后应增加新技术新方法在碳储量研究领域的应用以及分区域建立生物量估测模型来提高研究精度,从而提高研究结论的可比性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 CO_2引起的全球环境问题  9-10
  1.3 森林在全球碳循环与碳蓄积中的重要作用  10-12
  1.4 森林生物量和碳储量研究进展  12-13
  1.5 森林生物量研究方法  13-20
    1.5.1 基于现地调查的森林生物量研究方法  13-15
    1.5.2 大尺度区域森林生物量估算方法  15-17
    1.5.3 基于遥感信息森林生物量估测  17-20
  1.6 研究内容  20-22
    1.6.1 研究内容  20
    1.6.2 创新点  20-22
第2章研究区概况  22-24
  2.1 研究区域地理位置和地貌  22
  2.2 研究区气候及土壤特征  22-23
  2.3 研究区主要森林植被类型  23-24
第3章研究内容及方法  24-28
  3.1 样地设置与野外调查  24
    3.1.1 样地设置  24
    3.1.2 野外调查  24
  3.2 森林生物量测定  24-26
    3.2.1 乔木层生物量测定  24-26
    3.2.2 灌木和草本植物生物量测定  26
  3.3 森林碳密度计算  26-28
    3.3.1 乔木、灌木、草本植物和枯落物碳密度  26-27
    3.3.2 土壤碳密度  27-28
第4章结果与分析  28-42
  4.1 井冈山主要灌木生物量模型研究  28-30
    4.1.1 模型参数的实测区间  28-29
    4.1.2 最佳生物量估测模型  29-30
    4.1.3 小结  30
  4.2 井冈山人工林和天然林中灌木特征分析  30-33
    4.2.1 主要优势灌木物种的重要值分析  31-32
    4.2.2 主要优势灌木物种的特征分析  32-33
    4.2.3 小结  33
  4.3 井冈山森林碳密度  33-39
    4.3.1 井冈山森林碳密度特征与分析  33-37
    4.3.2 常绿阔叶林和人工杉木林碳密度与NDVI的相关性分析  37
    4.3.3 常绿阔叶林和人工杉木林碳密度与LAI的相关性分析  37-38
    4.3.4 常绿阔叶林和人工杉木林碳密度与材积的相关性分析  38-39
    4.3.5 小结  39
  4.4 井冈山森林碳密度与环境因子关系探讨  39-42
    4.4.1 常绿阔叶林森林碳密度与温度和降水的关系  39-40
    4.4.2 人工杉木林森林碳密度与温度和降水的关系  40-42
第5章结论和讨论  42-47
  5.1 结论  42-43
  5.2 讨论  43-47
致谢  47-48
参考文献  48-54
攻读学位期间的研究成果  54

井冈山森林生态系统植被碳密度研究

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