鄭州東區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究.pdf

1、氣候變暖作為全球變化的主要表現(xiàn)之一(IPCC，1991，1997，2001)，已經(jīng)成為一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。根據(jù)IPCC的預(yù)測(cè)，CO2濃度和溫室氣體的共同作用將會(huì)導(dǎo)致全球平均氣溫每10年上升0.2℃(IPCC，2001)［1］。氣候變暖將會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境問(wèn)題，如海平面上升、降水時(shí)空分布格局變化等，進(jìn)而直接對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境產(chǎn)生影響。 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)作為CO2源和匯，與全球氣候變化的關(guān)系密切而又復(fù)雜，是當(dāng)前全球變化研究中的重點(diǎn)

2、。本文以鄭州東區(qū)為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)部典型生態(tài)系統(tǒng)的源/匯關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并對(duì)鄭州東區(qū)各碳庫(kù)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了估算，為評(píng)價(jià)不同生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境效應(yīng)提供理論依據(jù)。取得了如下主要結(jié)論： 1.碳源/匯關(guān)系： (1)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同類(lèi)型的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)CO2的固定量有一定日變化差異，在夜間的11個(gè)小時(shí)內(nèi)，各農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)都是碳源，即凈釋放CO2。白天農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)都是碳匯。研究表明玉米生態(tài)系統(tǒng)從9時(shí)到20時(shí)是碳匯，從21時(shí)起是碳源。玉米生

3、態(tài)系統(tǒng)對(duì)CO2的凈固定能力較水稻生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)，24小時(shí)凈固定CO236.45g/m2。水稻生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸釋放碳量很小，平均CO2呼吸排放速率為107mg/(m2.h)，24小時(shí)凈固定CO222.75g/m2。 (2)林地生態(tài)系統(tǒng)楊樹(shù)生態(tài)系統(tǒng)在夜間的11個(gè)小時(shí)內(nèi)，都是碳源，即凈釋放CO2。白天隨著氣溫、光強(qiáng)等環(huán)境因素的變化，楊樹(shù)生態(tài)系統(tǒng)由碳源轉(zhuǎn)變?yōu)樘紖R。楊樹(shù)生態(tài)系統(tǒng)24小時(shí)凈固定碳4.139gCO2/m2。柳樹(shù)生態(tài)系統(tǒng)從19時(shí)到次

4、日8時(shí)，為碳源，白天除13時(shí)為碳源，其他時(shí)刻均為碳匯。柳樹(shù)生態(tài)系統(tǒng)24小時(shí)凈固定CO2為6.90gCO2/m2。 2.碳庫(kù)儲(chǔ)量估算 (1)根據(jù)研究可知，鄭州東區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)年通過(guò)光合作用從外界大氣中合成的碳量是11.6萬(wàn)t，植物呼吸釋放到大氣中的碳量每年為5.72萬(wàn)t，由此看來(lái)生態(tài)系統(tǒng)中植被合成的碳大部分通過(guò)呼吸作用釋放到大氣中去。年凋落物量2.19萬(wàn)t。植被同化的碳絕大部分以活生物呼吸和凋落物的形式釋放到大氣中去，碳蓄

5、積只是很少一部分。 (2)通過(guò)對(duì)碳現(xiàn)存量的研究發(fā)現(xiàn)，我們所研究的生態(tài)系統(tǒng)碳現(xiàn)存量為94.73萬(wàn)t，其中土壤碳現(xiàn)存量為80.07萬(wàn)t，綠化植被碳現(xiàn)存量為0.87萬(wàn)t，郊區(qū)農(nóng)林系統(tǒng)碳現(xiàn)存量為13.79萬(wàn)t。郊區(qū)農(nóng)林系統(tǒng)中林地碳現(xiàn)存量5.46萬(wàn)t，農(nóng)作物8.33萬(wàn)t。土壤碳儲(chǔ)量占總碳儲(chǔ)量的84.5％，是碳主要存貯庫(kù)，因此土壤中碳儲(chǔ)量的變化必然引起整個(gè)區(qū)域碳儲(chǔ)量整體動(dòng)態(tài)變化。土壤碳儲(chǔ)量的主要來(lái)源是凋落物，因此凋落物的量及其分解會(huì)直接影響