青海省祁连山地优势树种生态系统碳收支研究

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1、论文分类号：２学校代码：１０７０８Ｓ学号；酬＿ｉ换蚤＃技大ｆ（ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯａＹ硕士学位论文＇ＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ青海省祁连山地优势树种生态系统碳收支研究—ＩＩ１ＷｉＩ指导教师姓名：赵串串副教授学科名称：环境科学论文提交曰期：２０１８年３月ＩＩ１■｜■论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学——＾―————■Ｍ———————

2、—■■■—■■■申请理学硕士学位论文论文题目：青海省祁连山地优势树种生态系统碳收支研究学科门类：理学一级学科：环境科学与工程培养单位：环境科学与工程学院硕士生：谢昕志导师：赵串串副教授2018年5月StudyonCarbonBudgetofDominantTreeEcosysteminQilianMountainofQinghaiProvinceAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfil

3、lmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofScienceByXinzhiXieSupervisor:Vice-Prof.ChuanchuanZhaoMay2018青海省祁连山地优势树种生态系统碳收支研究摘要森林生态系统在陆地三大生态系统中因其具有最强的固碳功能而在维护全球生态系统碳平衡中占有重要地位，森林生态系统有植被碳库、土壤碳库和植物残体碳库三大碳库，其固碳能力与全球生态系统的碳循环息息相关。祁连山地不仅是我国西北地区重要的生态安全屏障，也是黄河流域

4、重要水源产流地，蕴涵着丰富的动植物资源，在维护区域内生态平衡发挥着极其重要的作用。植物通过光合作用吸收大气中CO2进行光合作用，但同时土壤的呼吸作用又会向大气排出CO2，从而在一定程度上表现为“碳源”或“碳汇”，研究表明森林生态系土壤呼吸作用和光合作用的微小变化都会对大气中CO2浓度变化产生显著影响。因此研究祁连山地优势树种土壤呼吸作用和光合作用对深入了解和提高森林碳循环能力具有一定的指导意义。本文以祁连山地优势树种包括白桦、云杉、落叶松、青杨和祁连圆柏等森林生态系统为研究对象，于2016年9月和

5、2017年8月采用碱液吸收法和LI-6400XT便携式光合作用测定系统测定了不同优势树种的土壤呼吸速率和光合作用速率及影响土壤呼吸和光合作用的相关环境因子，分析了不同树种间的土壤呼吸速率的差异和光合作用速率的日变化特征，通过相关分析和通径分析探讨了祁连山地优势树种土壤呼吸速率与环境因子、光合速率与环境因子的关系，确立土壤呼吸速率、光合速率与环境因子的影响机制，分析了日尺度上祁连山地的优势树种生态系统碳平衡，对定性评价祁连山地的生态服务价值和应对全球气候变暖提供理论依据，研究结果如下：（1）优势树种

6、间土壤呼吸速率具有差异性。不同树种间土壤日呼吸速率表现为：阔叶林＞针叶林；不同林龄间土壤日呼吸强度表现为：中龄＞幼龄；纯林与混交林土壤日呼吸强度表现为：纯林＞混交林。（2）土壤呼吸与环境因子的相关性分析表明：阔叶林土壤日呼吸强度均与林龄、土壤温度和有机质含量呈显著正相关；针叶林土壤日呼吸强度均与坡度、坡向、土壤温度和有机质含量呈显著正相关。（3）白桦群落光合速率日变化特征表现存在差异。日均净光合速率呈-2-1-2-1现乔木（8.86μmolCO2·m·s）＞草本（3.56μmolCO2·m·s）＞

7、灌木-2-1-2-1（3.34μmolCO2·m·s）；不同林龄白桦则为20年生（10.02μmolCO2·m·s）-2-1-2-1＞40年生（8.35μmolCO2·m·s）＞60年生（8.22μmolCO2·m·s）。20年I生、40年生白桦和小檗光合速率日变化均表现出单峰曲线变化趋势，白桦峰值都出现在12:00，小檗为10:00；60年生白桦和珠芽蓼光合速率日变化均表现出双峰曲线变化趋势。（4）白桦群落光合速率与生理生态因子的相关分析表明：20年生白桦光合速率与气孔导度、胞间二氧化碳浓度、光

8、合有效辐射和相对湿度之间相关性较高；40年生白桦光合速率与胞间二氧化碳、蒸腾速率、光合有效辐射和相对湿度呈极显著正相关；60年生白桦光合速率与胞间二氧化碳、气孔导度、光合有效辐射和大气温度呈显著正相关，与气孔限制呈负相关；所有影响因子对小檗净光合速率影响的综合排序为二氧化碳羧化效率＞光合有效辐射＞气孔导度；所有影响因子对珠芽蓼净光合速率影响的综合排序为二氧化碳羧化效率＞气孔导度。（5）三个龄级白桦群落单位土地面积日碳通量分别为38.3-2-1-2-1-2-1kgCO2·hm·d、7