山东省结缕草暖性草丛生态系统固碳特征及影响因子

【摘要】：以药乡小流域结缕草（Zoysia japonica）暖性草丛为研究对象，采用野外取样和定点观测-静态箱法（LI-840红外分析仪联用），分析了山东省结缕草暖性草丛生态系统的固碳现状、NEE碳平衡及分量的昼夜动态和季节动态变化特征，以及NEE对各种环境因子的响应；采用Michaelis-Menten改进模型推算了山东省结缕草暖性草丛生态系统NEE的年通量。该研究可为山东省草地生态系统碳源/汇贡献的定量评估提供参考和依据，对我国草地生态系统碳源/汇的数据整合及完善全球碳预算等具有十分重要的意义。主要研究结果为： （1）药乡小流域结缕草暖性草丛生态系统碳储量约为2.74×103gC·m-2，碳储量大小排序为：土壤有机碳储量（89%）植被碳储量（7%）凋落物碳储量（4%）。 （2）结缕草暖性草丛生态系统的NEE昼夜动态呈单峰和双峰曲线两种变化类型，在所有生长季节观测日中均没有出现“午休现象”，白天表现为CO_2净吸收，最大值均出现在12:00；而在夜间表现为相对稳定的CO_2净排放，均在晚上21:00达到排放最大值，之后随温度降低而逐步减小，一般在3:00出现排放最小值。另外，傍晚18:00观测草丛Re速率可以很好地代表全天生态系统呼吸速率的均值；上午9:00观测草丛Rh速率可以很好地代表全天土壤呼吸速率的均值。 （3）结缕草暖性草丛生态系统NEE的季节动态总体表现为夏季低，冬季高。非生长季节（10-3月份）NEE表现为向外界排放CO_2，生长季节（4-9月份）则表现为净吸收CO_2。Vw的季节变化与NEE的季节动态趋势有很好的对应关系；另外，Pg季节变化对NEE的影响大于Re。 （4）光有效辐射（PAR）、大气温度（Ta）、饱和水汽压差（VPD）、瞬时风速（Vw）和土壤10cm含水量（W）是结缕草暖性草丛生态系统NEE昼夜动态的主要影响因素，但不同月份NEE昼夜动态的影响因素各异，且因子间存在着互作效应。主成分分析则表明，NEE的季节动态主要受温度、水分、风速和光强等因子控制。 （5）为了更准确的估算研究区结缕草暖性草丛生态系统NEE年通量，本研究对Michaelis-Menten模型进行了修正，推算出山东省药乡小流域结缕草暖性草丛生态系统NEE年通量为-237.13g C·m-2·yr-1。 【关键词】：结缕草 暖性草丛 CO_2净交换量 生态系统呼吸 碳储量 药乡小流域
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S812
【目录】：

• 中文摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 1 引言10-18
• 1.1 研究目的意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 NEE 的主要研究方法11-13
• 1.2.2 森林生态系统碳储量研究现状13-14
• 1.2.3 农田生态系统碳储量研究现状14
• 1.2.4 草地碳平衡的研究现状14-18
• 2 材料与方法18-26
• 2.1 研究区概况18-20
• 2.1.1 地理位置18
• 2.1.2 地质地貌18
• 2.1.3 气候18-19
• 2.1.4 水文19
• 2.1.5 土壤19
• 2.1.6 植被19-20
• 2.2 研究内容20-21
• 2.3 研究方法21-25
• 2.3.1 NEE、Re和 Rh的测定21
• 2.3.2 土壤和植被固碳现状的测定21-22
• 2.3.3 环境因子监测22
• 2.3.4 数据处理22-24
• 2.3.5 数据处理与分析24-25
• 2.4 技术路线25-26
• 3 结果与分析26-50
• 3.1 研究区植被和气候状况26-29
• 3.1.1 结缕草暖性草丛群落组成与结构26
• 3.1.2 研究区气候状况26-29
• 3.2 山东省结缕草暖性草丛生态系统固碳现状29-31
• 3.2.1 山东省结缕草暖性草丛植被碳储量29-30
• 3.2.2 山东省结缕草暖性草丛土壤有机碳储量30
• 3.2.3 山东省结缕草暖性草丛生态系统碳储量30-31
• 3.3 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE、Re和 Rh的日变化特征31-39
• 3.3.1 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 的昼夜动态31-35
• 3.3.2 结缕草暖性草丛生态系统 Re的昼夜动态35-37
• 3.3.3 结缕草暖性草丛生态系统 Rh的昼夜动态37-38
• 3.3.4 结缕草暖性草丛生态系统 Pg的昼夜动态38-39
• 3.4 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE、Re和 Rh的季节变化特征39-42
• 3.4.1 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 的季节动态39-41
• 3.4.2 结缕草暖性草丛生态系统 Re的季节动态41-42
• 3.4.3 结缕草暖性草丛生态系统 Rh的季节动态42
• 3.4.4 结缕草暖性草丛生态系统 Pg的季节动态42
• 3.5 结缕草暖性草丛生态系统 NEE 对环境因子的响应42-48
• 3.5.1 NEE 昼夜动态的相关环境因子42-44
• 3.5.2 NEE 季节动态与环境因子的相关性44-48
• 3.6 山东省结缕草暖性草丛生态系统 NEE 年通量的估算48-50
• 4 讨论50-54
• 4.1 结缕草暖性草丛生态系统碳储量50-51
• 4.2 结缕草暖性草丛 NEE 的昼夜变化特征51-52
• 4.3 结缕草暖性草丛 NEE 的季节变化特征52
• 4.4 环境因子对 NEE 的影响52-53
• 4.5 NEE 年通量大小的比较53-54
• 5 结论54-55
• 参考文献55-61
• 附录61-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表论文63

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