大兴安岭5种典型天然沼泽湿地碳储量研究

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大兴安岭5种典型天然沼泽湿地碳储量研究

2019-04-19 作者: jiping 浏览: 2534 次

摘要: 1、天然沼泽湿地植被碳储量 大兴安岭5种典型天然沼泽湿地的植被碳储量 (0.48-8.33 kgC /m2)沿湿地过渡带环境梯度呈递增规律性。这可能主要由于自沼泽到森林方向的过渡带存在着水分环境梯度 (随着地势缓慢升高,地下水位由距地表8-12cm逐渐降低至4...

1、天然沼泽湿地植被碳储量

大兴安岭5种典型天然沼泽湿地的植被碳储量 (0.48-8.33 kgC /m2)沿湿地过渡带环境梯度呈递增规律性。这可能主要由于自沼泽到森林方向的过渡带存在着水分环境梯度 (随着地势缓慢升高,地下水位由距地表8-12cm逐渐降低至41-45cm),植物适应过渡带水分环境,依次形成了草丛沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽、白桦沼泽、落叶松沼泽等湿地群落类型,其中草丛沼泽和灌丛沼泽由于缺少乔木层致使两者的植被碳储量相对较小,毛赤杨沼泽群落建群种毛赤杨为亚乔木种且寿命相对较短( 30-35a) 致使其植被碳储量 高于前两者但低于后两者,而白桦沼泽和落叶松沼泽群落建群种白桦和落叶松均为 乔木树种且寿命相对较长 ( 前者70-80a、后者150-200a) 能够积累相对较多的生物量及碳量,结果导致这些天然沼泽湿地 的植被碳储 量沿过渡带呈递增规律性。

此外,大兴安岭天然沼泽湿地的植被碳储量与北方森林植被固碳估计值 4.0-6.4 kgC /m2 。相比,草丛沼泽和灌丛沼泽植被碳储量 仅为其下限值的12.0%和39.8%,毛赤杨沼泽与其下限值接近( 95.0%),而落叶 松沼泽和白桦沼泽则高于其上限值( 17.2%和30.2%) 。因此,大兴安岭天然森林沼泽植被的碳储量与北方森林植被的碳储量 相近或略高,但草丛沼泽和灌丛沼泽植被的碳储量却远低于北方森林。

2、天然沼泽湿地土壤碳储量

大兴安岭5 种天然沼泽湿地的土壤碳储量 (19.2-38.3kgC/m2 ) 沿湿地过渡带环境梯度呈递减规律性。分析其原因,可能其主要还是由于过渡带存在着水分环境梯度,在过渡带下部生境地段积水严重,形成了较厚的泥炭层( 40-50cm),随着地势逐渐提高,积水逐渐减轻,泥炭层逐渐变薄,至过渡带上部生境地 段泥炭层则降至最低值( 15-20cm) ,结果导致其土壤碳储量沿过渡带呈现递减趋势。进一步与我国天然林土壤碳储量( 10.9 kgC /m2 ) 和北方森林土壤碳储量( 8.5 kgC /m2 ) 相比较,大 兴安岭5 种天然沼泽湿地土壤碳储量为前者的1.8-3.5 倍,后者的2.3-4.5 倍,这说明沼泽湿地土壤的碳 汇功能强于森林土壤。

3、天然沼泽湿地生态系统碳储量

大兴安岭5 种典型天然沼泽湿地的生态系统碳储量 ( 27.5-38.8 kgC /m2 ) 沿过渡带环境梯度基本上 呈恒定分布规律性。这可能主要是由于沿沼泽至森林方向过渡带 水分环境梯度各类型沼泽湿地的植 被碳储量总体上呈递增趋势,而土壤碳储量总体上呈递减趋势,两者综合作用导致各类型沼泽生态系统 的碳储量相近。这一研究结果说明草丛沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽 在碳汇方面具有同等重要性,只是三者的固碳方 式有所不同而以 (草丛沼泽与灌丛沼泽以形成泥炭一种固碳方式为主,而森林沼泽则是以形成泥炭与树木生 物量积累两种固碳方式同时发挥作用) 。

此外,大兴安岭5 种典型天然沼泽湿地的生态系统碳储量为 北方森林生态系统碳储量(12.5-14.9 kgC / m2)的 1.8-3.1 倍,但接近北方泥炭地生态系统碳储量的下限值 (39-134 kgC /m2 ) ( 低于下限值 0.6%-29.5%),说明大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量高于北方森林 但略低于北方泥炭地。这可能 是由于其分布在北方泥炭地的南部边缘,温度相对较高,微生物分解过程相对较快,致使其土壤层泥炭积累速率有所降低。

4 天然沼泽湿地植被净初级生产力与年固碳量

大兴安岭5 种天然沼泽湿地植被净初级生产力分布在 0.68—1.08 kg·m-2 ·a-1 之间 ( 且毛赤杨沼泽最高,草丛沼泽、灌丛沼泽、白桦沼泽居中 (0.80—0.89 kg·m-2 ·a-1),落叶松沼泽最低) ,这一研究结果与现有中国东 北植被净初级生产力( 0.6-1.4 kg·m-2·a-1) 的研究结论相一致,接近温带森林沼泽植被净初级生产力 (1.0-1.5 kg·m-2 ·a-1)的下限,但一般均高于寒温带兴安落叶松天然林植被的净初级生产力 (0.76 kg·m-2 ·a-1) (仅落叶松沼泽略低( 10.5%) ,其他4种沼泽类型提高幅度为5.3%-42.1%) 。

因此,寒温 带大兴安岭天然沼泽湿地的植被净初级生产力整体上相对较高。同时,大兴安岭天然沼泽湿地植被的年净固碳量分布在 0.32-0.51 kgC·m-2 ·a-1 之间( 且毛赤杨沼泽最高,灌丛沼泽和白桦沼泽居中等 (0.39-0.41 kgC·m-2 ·a-1),草丛沼泽和落叶松沼泽最低 (0.32 kgC·m-2·a-1)) ,这与 中国陆地植被固碳能力(0.49 kgC·m-2·a-1) 和全球平均植被固碳能力(0.41 kgC·m-2·a-1)) 相比,仅毛赤 杨沼泽植被固碳能力高于全国与全球平均值,灌丛沼泽和白桦沼泽达到或接近全球平均值,而草丛沼泽和落叶松沼泽植被固碳能力略低于全球平均值( 22.0%)。因此,大兴安岭这5 种典型天然沼泽湿地的植被固碳能力虽有所区别,但均属于碳汇功能相对较强的沼泽湿地植被类型。

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