全球气候变化
碳汇功能提升 气候变化应对 生态效益 碳中和目标实现
华北落叶松人工林研究现状 固碳特征研究进展 增汇潜力模型研究进展
不同林龄华北落叶松人工林植被与土壤固碳及生态系统总碳储量特征 华北落叶松人工林植被与土壤C、N、P含量及其化学计量特征及相关性 构建模型预测华北落叶松人工林未来碳汇潜力
本研究区域的华北落叶松人工林位于内蒙古通辽市扎鲁特旗罕山林场和乌兰浩特市五岔沟林场。
样地选择与设置 植物样品的采集 土壤样品的采集 样品的室内处理 植被和土壤碳储量计算 数据处理 模型建构(预测未来增汇潜力)
当林龄相同时不同器官(干枝叶根)碳含量 当林龄不同时器官(干枝叶根)碳含量 以下是举例 (1)当林龄相同时不同器官碳含量的变化规律为:①叶(mg/g)、枝(mg/g)、根(mg/g)、干(mg/g),找到林龄特征:根据数据给枝、叶、根、干排大小;分析幼龄林、中龄林、近熟林的干枝叶根显著水平(P<0.05)②各器官平均碳含量的大小为:根枝叶干根据数据排序。 (2)当林龄不同时器官碳含量的变化规律为:①叶碳含量:中龄林、近熟林、幼龄林排序,分析中龄林、近熟林、幼龄林的林龄间差异显著(P<0.05);②枝碳含量:中龄林、近熟林、幼龄林排序,分析中龄林、近熟林、幼龄林的林龄间差异显著(P<0.05);③干碳含量:中龄林、近熟林、幼龄林排序,分析中龄林、近熟林、幼龄林的林龄间差异显著(P<0.05);④根碳含量:中龄林、近熟林、幼龄林排序,分析中龄林、近熟林、幼龄林的林龄间差异显著(P<0.05)
分两段内容 (1)当林龄相同时单株华北落叶松不同器官碳储量的大小排序;分析幼龄林、中熟林、近龄林,分析各器官的林龄相同时的差异显著(P<0.05)。(2)相同器官随林龄的变化叶碳储量排序为:近熟林、中龄林、幼龄林。分析各林龄间差异显著 (P<0.05)。(3)枝、干、根的碳储量排序为:近熟林、中龄林、幼龄林,分析各林龄间差异显著(P<0.05)。 当林龄相同时单株华北落叶松中不同器官碳储量分配规律排序为:干、枝、叶、根,其中:(1)得出幼龄林的叶、枝、干、根所占的比例详细数据;分析占比重最大器官,说明比其他器官大几倍(如:约是叶比重的 4 倍,枝比重的 3 倍,根比重的 8 倍)。(2)得出中龄林的叶、枝、干、根所占的比例详细数据;分析占比重最大器官,说明比其他器官大几倍(如:约是叶比重的 4 倍,枝比重的 3 倍,根比重的 8 倍)。(3)得出近熟林的叶、枝、干、根所占的比例详细数据;分析占比重最大器官,说明比其他器官大几倍(如:约是叶比重的 4 倍,枝比重的 3 倍,根比重的 8 倍)。
得出华北落叶松各林龄碳储量的大小排序:近熟林(t/hm2)、中龄林(t/hm2)、幼龄林(t/hm2)。分析对比幼龄林、中龄林和近熟林分别显著增加了 百分之几(P<0.05),近熟林较幼龄林增加了 多少,中龄林较幼龄林增加了 多少。得出随着林龄的增加,乔木层碳储量趋势,分析华北落叶松人工林乔木层固碳潜力。
(1)相同林龄的土壤碳含量在幼龄林、中龄林和近熟林均表现,分析随着土壤层的下降碳含量的规律,观察各林龄土层间的显著性差异(P<0.05)。(2)分析相同土壤层的碳含量随林龄的变化规律:①在 0-10cm 处:近熟林、中龄林、幼龄林排序及林龄间差异性显著(P<0.05);②在 10-20cm 处:近熟林、中龄林、幼龄林排序及林龄间差异性显著(P<0.05);③在 20-40、近熟林、中龄林、幼龄林排序及林龄间差异性显著(P<0.05);④在40-60近熟林、中龄林、幼龄林排序及林龄间差异性显著(P<0.05);⑤60-100cm 近熟林、中龄林、幼龄林排序及林龄间差异性显著(P<0.05)。
华北落叶松人工林土壤碳储量的变化规律为:近熟林(t/hm2)、中龄林(t/hm2)、幼龄林(t/hm2)大到小的排序。幼龄林各土层土壤碳储量为 t/hm2;中龄林各土层土壤碳储量为 t/hm2;近熟林各土层土壤碳储量为 t/hm2。不同林龄0-10cm、10-20cm、20-40cm、40-60cm、60-100cm 的土壤碳储量平均值分别为 t/hm2。
华北落叶松人工林各林龄土壤层碳储量的变化规律为 :近熟林(t/hm2)、中龄林(t/hm2)、幼龄林(t/hm2)大到小的排序。近熟林较幼龄林增加的数据百分比。中林龄较幼龄林增加的数据百分比。
华北落叶松人工林各林龄的生态系统碳储量分别为:幼龄林 t/hm2、中龄林 t/hm2、近熟林t/hm2,对比相同林龄生态系统总碳储量特的土壤层碳储量和乔木层碳储量,其中土壤层碳储量所占比重依次为:幼龄林 %、中龄林 %、近熟林 %。
3.8.1不同人工林植物碳含量和碳储量的变化特征 3.8.2不同人工林土壤碳含量和碳储量的变化特征 3.8.3不同人工林总碳储量的变化特征及影响因素
总结以上内容
生态化学计量学结合生物学、化学和物理学等基本原理,研究 C、N、P 等化学元素 在各种生态过程中的平衡。植物的生长速度是由养分速度决定的,而养分速度即受植物 养分吸收的约束,也受到土壤养分供给的约束,其作用机理可以用生态化学计量学理论 来解释。本章以内蒙古东部区不同林龄油松人工林为研究对象,分析其C、N、P含量 及其化学计量比在各器官间的变化特征,通过植物和土壤C、N、P含量及其比值的相关 性揭示二者间的内在联系,探讨影响植物和土壤固碳的养分限制因素,为油松人工林的 固碳潜力提升提供理论依据。
土壤碳含量在幼、中、近熟林随着土壤层的下降碳含量的规律性。相同土壤层的碳含量随林龄的变化在 0-10cm 处表现为:近熟林、中龄林、幼龄林排序;在 10-20cm 处为:处表现为:近熟林、中龄林、幼龄林排序;在 20-40、40-60、60-100cm 这 3 个层处表现为:近熟林、中龄林、幼龄林排序。相同林龄的华北落叶松人工林土壤氮含量随着土壤层的下降的变化。相同土壤层的氮含量随林龄的变化规律排序;相同林龄的华北落叶松人工林土壤磷含量随着土壤层的下降变化,相同土壤层的磷含量随林龄的变化规律排序;相同土壤层 C:N 随林龄的变化,各层次土壤 C:N 排序。C:N 的最高值及出现林龄和土层,最低值 及出现的龄林和 6土层,C:N 的变化在不同林龄间的差异性。 相同土壤层C:P随林龄的变化 相同土壤层 N:P 随林龄的变化
4.3.1叶片和土壤的 C、N、P 含量相关性分析 4.3.2枝和土壤 C、N 含量的相关性分析 4.3.3干和土壤 C、N 含量的相关性分析 4.3.4根和土壤 C、N 含量的相关性分析
在华北落叶松人工林中,土壤 C:N 与林龄组的土层深度关系,土壤 N:P 与林龄组的土层深度的线性关系,全部林龄的土壤 C:P 与土层深度呈二次关系
4.5.1华北落叶松人工林植物 C、N、P 化学计量特征及其比较 4.5.2华北落叶松人工林土壤 C、N、P 化学计量特征及其比较 4.5.3华北落叶松人工林植物和土壤 C、N、P 含量及其影响因素 4.5.4林龄、土壤深度与植物和土壤 C、N、P 的关系
总结本章小结
林龄、平均胸径、树高、密度等作为林分组成特征的基本度量指标,可以在一定程度上反映植被碳储量的累积。通过对已发表的华北落叶松人工林碳储量、生物量相关文献进行整理和筛选,构建了华北落叶松林主要分布区的乔木层碳储量数据库,通过一元线性(非线性)回归方法研究了林龄、平均胸径、树高、林分密度与华北落叶松地上碳储量(CA)、地下碳储量(CU)之间的关系。林龄(A)、平均胸径(DBH)、树高(H)、林分密度(D)对数作为解释变量,华北落叶松碳储量作为被解释变量。
气候条件变化可直接关系到森林植被的生长,从而对植被碳储量的积累产生一定的影响。对筛选后的相关数据进行统计分析,通过一元线性回归模型研究了气象因子与华北落叶松林植被总碳储量之间的关系,相关气象因子分别为年平均温度(AT)、年平均降水量(AP)、海拔高度(ASL)、年蒸发量(AE)、年有效积温(AET),以其作为解释变量,植被总碳储量作为被解释变量,AT、AP、ASL、AE、AET 等 5 个气象因子与华北落叶松植被总碳储量所建立的一元线性回归模型的决定系数 R2,即这 5 个气象因子分别可解释全国不同地区华北落叶松林植被碳储量变化方差的百分比,可见仅考虑气象因子并不能很好的解释华北落叶松植被碳储量的变异,模型的拟合优度较低。经 F 值对回归模型进行统计学检验,AT、AP、ASL、AE、AET 的显著性概率 P 值存在差异性。其中,年平均温度、年有效积温、年平均降水量与植被总碳储量的函数关系;海拔高度与植被总碳储量的函数关系年蒸发量与植被总碳储量的函数关系为
为了更好的说明林分特征和气象因子对油松林碳储量的之间的关系,应用多元逐步 回归方法建立了不同林分特征(包括林龄 A、胸径 DBH、树高 H、密度 D)、不同气象 因子(包括年平均温度 AT、年平均降水量 AP、海拔高度 ASL、年蒸发量 AE、年有效积 温 AET)和华北落叶松人工林地上碳储量、地下碳储量、植被总碳储量之间的函数关系。
5.4.1 林分特征和气象因子对油松林碳储量的影响 5.4.2 提升油松人工林固碳潜力的经营措施
与其他相关研究结果对比比较
总结整体
整体章节结论及对未来展望