论文部分内容阅读
利用田间试验数据、地面调查数据，从干旱区典型陆地生态系统入手，研究了干旱区典型陆地生态系统CO2源汇关系；研究了土壤呼吸及其影响因素，土壤CO2固定与释放特征；利用遥感技术手段和GIS技术，对区域尺度NPP进行了估算，实现了区域NPP的遥感动态监测，对NPP的时空分布规律进行了详细的描述和客观地评价，为陆地不同生态系统土壤碳循环规律及对策研究提供了依据。主要结论如下：绿洲农田生态系统：各种类型的绿洲农田生态系统对的CO2固定量有一定日变化差异，在夜间的11个小时内，各农田生态系统都是碳源，即净释放CO2而白天小麦生态系统和棉花生态系统都有1个小时为碳源。研究表明玉米农田生态系统对CO2的净固定能力最强，24小时固定CO238.47g／m2。其次是小麦生态系统和棉花生态系统。从年固碳量来看，绿洲玉米生态系统为最高，达到141.66t CO2／hm2.a；其次为小麦生态系统，为122.60t CO2／hm2.a；棉花生态系统最低，为50.39t CO2／hm2.a。荒漠林地生态系统：在夜间的11个小时内，各林地生态系统都是碳源，即净释放CO2。而在白天，云杉林地生态系统有7个小时为碳源，研究表明：云杉林地生态系统对CO2的净固定能力最弱，24小时内净释放CO2 4.22g／m2。最强的是梭梭林地生态系统，24小时净固定CO218.34 g／m2。红柳林地生态系统对CO2的固定能力稍弱于梭梭林地生态系统。从各观测样地的年固碳能力来看，梭梭林地生态系统固定量最大达到了9.29t CO2／hm2.a，红柳林地生态系统次之，为2.68t CO2／hm2.a。云杉林地生态系统总体来看是一个弱的碳源，年释放量达到8.20t CO2／hm2.a，这与传统的观点相左，尚需要进一步研究。高山草地生态系统：围栏封育条件下，草地生态系统日CO2净固定量达到了12.76gCO2／m2·d，每天除18时和21时是弱的碳源外，其余时间均是碳汇。其中16时以前是碳的强汇，对CO2的净固定量达到12.02gCO2／m2，占到日总CO2净固定量的94.20％；自然放牧条件下，草地生态系统日CO2净固定量达到了11.52gCO2／m2·d，除9时、13时、14时和21时是弱的碳源外，其余时间均是碳汇。其中15～19时是碳的强汇，对CO2的净固定量达到9.46gCO2／m2，占到日CO2净固定量的82.00％。13、14时出现弱源的主要原因是由于植物的光合速率在中午有所下降即“午休”现象导致的。每年的5～9月份是牧草的生长期，对巴音布鲁克亚高山草地生态系统CO2的年固定量的初步估算结果表明：其CO2固定量达到7.14t CO2／hm2·a。三工河流域土壤碳估算：新疆三工河流域总碳储量约为11.18Pg，其中有机碳约为5.43Pg，占48.54％，无机碳约为5.75Pg，占51.46％。各土壤生态系统相比较，森林土壤、草甸土壤具有较大的有机碳通量和有机碳容量，但其无机碳通量和无机碳容量均明显低于其它土壤生态系统；荒漠土壤生态系统的有机碳通量、碳容量最低，但其具有较高的无机碳储量。亚高山草地生态系统碳估算：巴音布鲁克亚高山草地生态系统地上植物体碳总量约为7.20万t。其中地上部分约为3.20万t，约占44.44％；地下部分根系约为4.0万t，约占到55.56％。对巴音布鲁克亚高山草原生态系统的土壤有机碳进行了估算，结果表明：亚高山草原生态系统土壤有机碳的平均碳通量为16.80Ckg／m2，土壤有机碳总贮藏量约为3019.22万t。土壤条件对凋落物分解速率的影响：壤质土上的有机物料分解速率高于粘质土和砂质土；中等土壤湿度条件下有机物料的分解速率最高；深埋方式有机物料的分解速率高于浅埋方式；中等土壤盐分条件下，有机物料的分解速率最高；不同类型凋落物，在其它条件完全相同的条件下，分解速率也不完全相同，主要是由于其木质素含量有所差异所致。本研究是在固定了其它因子的条件下，仅对单因子逐项进行了研究，因子间的交互作用尚需要进一步研究。区域NPP的遥感估算：在AVHRR NOAA光谱数据的基础上，运用NOAA AVHRR的可见光波段、近红外波段和热红外波段来提取和反演地面参数，在地理信息系统的支持下，综合地学、生态学信息，精确估算陆地NPP，最终达到区域尺度范围内NPP动态监测的目的。