福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳匯量時空變化特征分析.pdf

1、隨著哥本哈根會議的召開,碳減排增匯成為國內(nèi)外高度重視的問題。森林作為吸收CO2的主體,其碳匯功能逐漸受到人們的關(guān)注。毛竹林(Phyllostachys heterocycla)是異齡林,具有生長速度快、生產(chǎn)效益高的特點,因此毛竹林的碳匯功能強大,在減緩全球氣候變化中可發(fā)揮重要的作用。福建省以其優(yōu)越的自然條件成為我國竹子生產(chǎn)重點產(chǎn)區(qū),目前對福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量、時空變化特征以及碳匯功能方面的研究較少。本文通過野外調(diào)查結(jié)合福建省毛竹

2、林資源二類調(diào)查資料,以縣市為尺度估算福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量,分析其空間分布格局及不同時期各縣市的動態(tài)變化特征,并初步探討社會、經(jīng)濟、環(huán)境等因子與碳儲量的關(guān)系。
　　 (1)通過對毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳密度及碳儲量進行測定,結(jié)果表明:①毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳密度為164.750t·hm-2,其中土壤層碳密度最大,值為124.815t·hm-2,占生態(tài)系統(tǒng)總碳密度的75.76％,其次是喬木層為39.180 t·hm-2,占總碳密度的23.7

3、8％,林下植被和凋落物層分別為O.161 t·hm-2和0.594 t·hm-2,分別占0.10％和0.36％,地上部分(喬木層和灌草層)與地下部分(凋落物層和土壤層)之比為1:3.18。②毛竹林喬木層不同器官碳密度的波動值在1.512 t·hm-2-19.638 t·hm-2。在各器官的分配中,按碳密度高低排列依次為竹桿>鞭根>竹枝>竹蔸>竹葉。應用多元線性回歸模型對毛竹林生態(tài)系統(tǒng)喬木層碳密度與環(huán)境因子(坡位、坡向、海拔)的關(guān)系進行多

4、元回歸分析,結(jié)果表明海拔對碳密度的影響比坡向、坡位大。③毛竹林土壤有機碳含量和有機碳密度均呈現(xiàn)明顯的層次變化規(guī)律,表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而逐漸降低。毛竹林土壤層(0-60cm)碳含量和碳儲量的分布不均,0-20cm層土壤的碳含量和碳貯量都最高,碳含量為24.051g／kg,碳儲量為47.125 t·hm-2,占土壤層總碳儲量的41.11％,其中,0-20cm土壤有機碳密度分別是20-40cm層和40-60cm層的1.22倍和1.66倍

5、,且0-40cm土層的有機碳密度占土壤總有機碳密度的75.33％,這說明了土壤表層(0-40cm)對土壤有機碳的貢獻較大。
　　 (2)對1985年、1996年、2006年福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量及其垂直分配結(jié)構(gòu)、時空變化特征進行分析,結(jié)果表明:①3個時期福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)喬木層碳儲量為1136.792-016.532萬t,占總碳儲量的13.26％-19.50％,林下植被層為9.530-15.969萬t,占0.10％-0.1

6、1％,凋落物層35.162-58.917萬t,占0.38％-0.41％,土壤層為7388.427-12379.957萬t,占80.02％-86.21％。3個時期毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的垂直分配結(jié)構(gòu)基本相似,喬木層碳儲量呈現(xiàn)上升的趨勢,其所占的比重都略有提高,可見毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的固碳功能是在不斷增強的。②福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量由1985年的8569.912萬t增加到2006年的15471.375萬t,21年間共增加了6901.463萬t

7、,年均增加328.641萬t,年均增長率為2.85％。從1985年到2006年的21年,福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量呈現(xiàn)上升趨勢。從碳儲量的空間分布看,1985年、1996年、2006年福建省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的分布格局有其相似之處,均表現(xiàn)為西部高、東部低。9個地市的毛竹林生態(tài)系統(tǒng)平均碳儲量從大到小依次為:南平市、三明市、龍巖市、寧德市、福州市、泉州市、漳州市、莆田市、廈門市,西部的碳儲量要明顯高于東部各市。在所有縣市中,以建甌市的碳儲

8、量最大,其次是永安市和武夷山,其中碳儲量超過100萬t的共有33個縣市,南平10個縣市、三明8個縣市、龍巖7個縣市。從碳儲量的時間分布上看,在福建省9個地市中,以廈門市毛竹林生態(tài)系碳儲量的增長速度最快,其次是龍巖市和泉州市,而以莆田市的增長速度最慢,年增長率僅為0.27％,其余地市的碳儲量均以平穩(wěn)的速度在增加。各個縣市增長方式均為連續(xù)增長型,除了莆田市呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。
　　 (3)對1985年、1996年、2006年福建

9、省毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的全局相關(guān)性指數(shù)進行計算,結(jié)果Global Moran'sⅠ分別為0.36、0.38、0.41,值均大于零,對其Z值分別進行檢驗,Z值分別為4.98、5.32、5.57,在(-1.96,1.96)區(qū)間外,這說明了三個時期福建省毛竹林碳儲量均呈現(xiàn)顯著正相關(guān),有明顯的集聚現(xiàn)象,且Moran'sⅠ逐漸增大,表明毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的相關(guān)程度越來越大。福建省毛竹林碳儲量存在顯著的局部空間集聚現(xiàn)象,且呈正相關(guān)的縣市明顯多于呈

10、負相關(guān)的縣市,還有大部分縣市與周圍區(qū)域的分布關(guān)聯(lián)性不是很明顯。閩西北地區(qū)以南平、三明為主,表現(xiàn)為“高高”正相關(guān)的集聚特點,東南沿海地區(qū),表現(xiàn)為“低低”正相關(guān)的集聚特點,另外有少數(shù)縣市與周邊縣市的差距較大,呈現(xiàn)出顯著的“高低”負關(guān)聯(lián)。
　　 (4)通過因子分析等分析方法分析氣候因子(年均溫和年降雨量)、人口密度、GDP對福建省毛竹林碳儲量的影響。結(jié)果表明,年降雨量與碳儲量呈正向關(guān)系,年均溫與碳儲量呈負向關(guān)系,各縣市的人口密度以及經(jīng)