小流域防護林碳匯效應及空間配置研究.pdf

1、大氣中溫室氣體濃度的上升引起的全球氣候變化，嚴重地威脅著人類的生存與經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，并已成為各國政府和科學家關(guān)注的重大環(huán)境問題。因此，有效減緩全球變暖是當前重要的生態(tài)任務之一。森林作為陸地最大的碳庫，森林碳匯已被認為是減緩全球變暖的一種較好選擇。防護林作為森林資源的重要組成部分，在生態(tài)環(huán)境保護和重建中發(fā)揮著巨大的作用。目前大規(guī)模營造的防護林多數(shù)因樹種選擇不合理、造林密度過高、空間配置不合理等特點，使防護林不能充分發(fā)揮其生態(tài)功能及碳

2、匯功能。
　　本文以赤峰市敖漢旗黃花甸子小流域防護林為研究對象，在全面調(diào)查小流域境內(nèi)不同立地條件、不同林分類型的前提下，分析了小流域主要林分類型的碳匯效應及固碳潛力;利用干擾指數(shù)來定量描述林分結(jié)構(gòu)，分析林木生長因子與碳匯功能的關(guān)系;研究了小流域典型農(nóng)田防護林網(wǎng)與林網(wǎng)內(nèi)作物固碳耦合效應。以此為基礎(chǔ)，提出小流域以碳匯功能最大為目標，兼顧生態(tài)、經(jīng)濟及社會效益協(xié)調(diào)發(fā)展的小流域防護林空間配置模式。以期為內(nèi)蒙古中東部的生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學依據(jù)

3、，為進一步制定造林固碳政策技術(shù)措施提供科學指導，為政府參與國際全球氣候變化的談判提供一個案例研究和科學根據(jù)。
　　通過研究得出以下結(jié)論:
　　1.對不同林齡、主要林分類型的防護林固碳效應進行研究后得到:植被層碳儲量及固碳潛力最大（喬木層＞灌木層），其次為土壤層，最小為凋落物層;以成熟林為參照，林木及生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力具體表現(xiàn)為小葉楊林＞白榆林＞油松林＞山杏林＞沙棘林＞檸條林;林木平均碳匯速率峰值分別出現(xiàn)在小葉楊的幼齡期、油松和

4、白榆的中齡期，山杏、沙棘的10a及檸條的6a。為使林分向健康穩(wěn)定的方向發(fā)展，同時使林分充分發(fā)揮其碳匯功能，當林木超過各自速生期之后，應給予必要的撫育管理措施。
　　2.利用競爭理論分析林木生長因子與碳匯功能的關(guān)系后得到:在林齡相同，立地條件相似的條件下，林分密度是制約林木生長的主要因素;密度較大的林分，林木干擾指數(shù)較大，林木生物量碳儲量則較小;密度在很大程度上決定了林分內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而決定了林分碳儲量結(jié)構(gòu)，所以，在防護林空間配置時應

5、考慮林分密度。
　　3.對黃花甸子小流域典型農(nóng)田防護林網(wǎng)與林網(wǎng)內(nèi)作物生物量碳儲量及作物產(chǎn)量的耦合效應研究后得到:農(nóng)田防護林網(wǎng)的營建有利于林網(wǎng)內(nèi)碳儲量和作物產(chǎn)量的提高;視農(nóng)田林網(wǎng)為一個單元，該單元內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)碳儲量及作物產(chǎn)量仍高于對照，表明小流域典型農(nóng)田防護林網(wǎng)的設(shè)計規(guī)格是合理的，該結(jié)構(gòu)模式的農(nóng)田防護林網(wǎng)可為黃花甸子小流域防護林空間配置時提供指導。
　　4.經(jīng)以碳匯目標最大，兼顧三大效益協(xié)調(diào)發(fā)展的防護林空間水平配置后得到，耕地、

6、林地、草地、建設(shè)用地及未利用地面積的合理比例為3.6∶4.8∶0.4∶0.5∶0.8;防護林，經(jīng)濟林，用材林及特用林面積的合理比例為3.4∶2.9∶2.6∶1.2;小葉楊純林、白榆純林、油松純林、檸條純林、沙棘純林、山杏純林、油松山杏混交林、油松沙棘混交林及其他林地面積的合理比例為4.1∶0.1∶0.9∶0.3∶0.5∶2.0∶0.9∶0.9∶0.2。
　　小流域防護林經(jīng)空間配置后，小流域系統(tǒng)碳儲量增加了2.29×107 kg，較

7、配置前增加了10.36％。
　　5.運用主成分分析法選取防護林空間對位配置的主導立地因子——坡度和坡向，以此作為防護林空間對位配置的依據(jù)。通過研究后得到:陰坡比陽坡更適宜防護林的生長;低坡度比高坡度更適宜防護林的生長;混交林比純林有更廣的適生范圍。所以在防護林空間配置時，應優(yōu)先考慮將其配置在陰坡、低坡度的地塊，且優(yōu)先考慮配置混交林。
　　立地條件較差的地塊，優(yōu)先考慮配置油松樹種;灌木樹種在該地區(qū)適生性較強，配置時對立地條件不