长江中下游滩地抑螺防病林生态系统碳水通量及碳贮量研究

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1、中文摘要抑螺防病林作为一种森林类型，其巨大的碳汇功能一直是研究的空白点，本论文选择其两种林分结构类型运用涡相关系统研究其碳、水通量变化及其与影响因子的响应关系，在时间和空间尺度上计量碳源汇值，具体研究内容与结论如下：1．抑螺防病林生态系统碳通量规律性动态变化白天从7：30左右系统开始吸收C02，中午12点左右达到全天的碳汇最高峰，随后开始降低，到18点左右系统逐渐转入碳源作用，系统放出C02。这种日变化规律随着季节变化。从全年的尺度上看，3月末4月初，杨树开始展叶，系统整体开始，表现为碳汇作用，到lO、11月杨树落叶，光合作用基本停止，系统转入碳源作用。2．

2、系统碳通量与生态因子的关系：1)光合有效辐射两个系统碳通量与光合有效锄拍々关系相同，在白天O烛>1)，系统碳通量与光合有效辐射符合Michaelis-Menten模型，里双曲线关系。当有效辐射达到1000lImol／m2．s以上时，系统光合与呼吸都较大，且湖南比安徽的系统光饱和点要高。2)温度安徽站全年夜间碳通量月平均值与气温呈较强的线性相关，即气温升高，夜间碳通量增大。全年夜间碳通量与土壤5cm处温度呈指数递增：湖南站气温对系统碳通量的影响，从月平均值拟合情况来看，气温与碳通量呈对数相关，夜间碳通量与5cm土壤温度的相关性表现为显著的指数关系，y=o．03

3、361eo·06684。，相关系数R2印．6328．31土壤含水量湖南站夜间碳通量与15cm处的土壤含水量呈三次多项式规律变化，即土壤含水量在小于0．S6(土壤水分与土壤的体积百分比)的时候，含水量增加，系统呼吸量增加，到土壤含水量越过O．56的时候，系统呼吸就会随含水量的增加而快速下降．安徽系统碳通量与土壤含水是量没有得到较好的相关关系。舢土壤热通量安徽站夜间碳通量月平均值与土壤2cm处的热通量呈指数相关，响应方程为：Y=0．2697eo懒，相关系数R2=0．3877；湖南站夜间碳通量还与2cm处土壤热通量呈显著指数相关，响应方程为：Y=0．5843e”帅

4、，相关系数R2=o．7516。夜间土壤与外界大气的热交换绝对值越小，系统的呼吸量就越大。3．系统碳通量源汇计量从2005年4月到2006年3月，安徽站5月为最大碳汇月，累计碳汇值为-2．35X10Smg／m2，最大碳源值出现在2月为O．163X10Smg／m2；年通量值为．10．16X105mg／m2．a；湖南站6月为最大碳汇月，碳汇值为一1．09X105mg／m2，11月为最大碳I中文摘要源月为0．235XlOSmg／m2，年通量值为．4．64X105mg／m2m两个系统均为碳汇系统。4．系统碳贮量计算在湖南和安徽两个生态系统中，植被包括乔木层和草本层。湖

5、南系统乔术层碳贮量为19．42t／hm2。草本层碳贮量为5．OOt／hm2，占系统内植被碳贮的20．5％。土壤碳动态主要以有机碳、颗粒有机碳在土壤碳库中比较活跃的成分为研究对象，得到lm深碳贮量为43．64t／hm2．因此，湖南杨树抑螺防病林生态系统碳贮量为68．06t／hm2，其中植被碳贮量占系统碳贮量的35．88％，土壤占到64．12％；安徽杨树林生态系统乔木层碳贮量为63．58t／hm2。草本层碳贮量为6．55I／hm．2，占系统植被碳贮量的9．34％。土壤研究方法与湖南相同，得到1m深碳贮量为96．26t／b．m2。所以，安徽杨树林生态系统碳贮量为1

6、66．39t／hm2，其中植被碳贮量占系统碳贮量的42．15％，土壤占到57．85％。5．生态系统水通量湖南和安徽两个站点由于系统的建群种年龄和林分结构以及区域气候不同，水分交换量有较大的差异，湖南的水通量最大值出现在7月，而安徽站出现在6月。从全年的通量值来看，湖南站的年水通量值为0．9577x1069／m2．a，安徽站年水通量值为1．085x1069／m2．a。温度和风速与水通量的拟合曲线在两个站点是不一样的。在湖南，温度与系统水通量呈指数相关，风速与水通量在生长季的白天里二次多项式相关。在安徽站点，经曲线拟合，筛选得到温度与水通量呈三次多项式关系，风速

7、受下垫面、边界地带等因素的影响，没有得到较好的拟合曲线。两个系统的水分蒸散量较大，成为杨树林生态系统抑螺防病的科学依据。6．系统水分利用效率系统水分利用效率MJE)随时间呈现规律性的变化．白天系统的呼吸与光合作用共同进行，碳源汇差值关系降低了系统水分利用效率的绝对值，WUE规律性的变化也受季节影响较大，本文主要分析了WUE与光合有效辐射、温度、土壤含水量等因子的关系。水分利用效率反应了系统的生态效能。关健词：抑螺防病林碳通量响应变化碳贮量水通量水分利用效率碳水贡献H英文摘要TheCarbonandWaterFluxandCarbonStoragesofSna

8、ilControlandSchistosomiasi