竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳的固定與轉(zhuǎn)化

前言

　　當(dāng)前，地球氣候正經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化，這種氣候變化主要是由工業(yè)發(fā)展排放大量的二氧化碳（CO2）等溫室氣體所致。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）于2007年發(fā)布的第四次評估報(bào)告顯示，1906～2005年：全球地表平均溫度上升了0.74℃，海平面上升了17cm，全球大氣C02濃度已從工業(yè)化前的約280ppm$增加到了2005年的379ppm。全球變暖已是不爭的事實(shí)，對自然生態(tài)和人類生存環(huán)境產(chǎn)生了顯著的影響，成為全世界共同面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。　　國際社會(huì)在應(yīng)對全球氣候變化中，主要是采取直接減排（減少工業(yè)溫室氣體排放）和間接減排（森林吸收C02）兩大措施。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)主體的森林，在調(diào)節(jié)全球碳平衡、減緩大氣C02等含碳溫室氣體濃度上升，以及調(diào)節(jié)全球氣候方面具有不可替代的作用。發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特功能是應(yīng)對全球氣候變化最經(jīng)濟(jì)、最有效、最直接、最可持續(xù)的途徑。　　竹子是重要的森林資源，且竹林固碳具有一般森林所沒有的優(yōu)勢和特點(diǎn)。第一，世界竹林面積不斷擴(kuò)大，全球有竹類植物70余屬、1200余種，竹林面積約2200萬hm2，廣泛分布于亞洲、非洲和拉丁美洲的熱帶、亞熱帶地區(qū)，在全世界森林面積急劇下降的今天，竹林面積卻以每年3%的速度遞增，這就意味著竹林是一個(gè)不斷擴(kuò)大的碳匯。第二，竹林的生長速度明顯超過一般森林，其固碳速率也同樣高于一般森林。第三，竹林采伐期短、利用率高，一般4-5年就成林，碳元素轉(zhuǎn)化率和利用率高，而且大量碳元素被轉(zhuǎn)化到竹林產(chǎn)品中。根據(jù)推算，中國竹林生態(tài)系統(tǒng)的竹林植被、土壤和凋落物固定的碳量分別為3.19×10g、1.66×10g和4.5×1013g，合計(jì)2.024×1015g，占中國整個(gè)森林碳儲(chǔ)量的5.1%，而毛竹林年固碳量分別是杉木林和馬尾松林的1.68倍和2.33倍。我國是竹子大國，竹類資源豐富，現(xiàn)有竹林面積約720萬hm2，其中，毛竹林面積約300萬hm2，占竹林總面積的2／3以上，是我國分布面積最大、范圍最廣、開發(fā)利用程度最高，集生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益于一體的竹種。當(dāng)前，為不斷提高應(yīng)對氣候變化的能力，我國正在大力實(shí)施林業(yè)碳匯項(xiàng)目，而研究和利用毛竹林的碳匯能力則在其中具有重要的意義。

內(nèi)容概要

　　本書是依據(jù)國家自然科學(xué)基金（N0.30771715、NO.30271072）和浙江省自然科學(xué)基金（NO.300209）等項(xiàng)目的研究成果撰寫而成的。　　全書共分兩部分：第一部分以英文詳盡地綜述了竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳固定和轉(zhuǎn)化的研究結(jié)果。第二部分共分11章。第1章綜述了森林生態(tài)系統(tǒng)的碳庫、碳循環(huán)與碳平衡的最新研究進(jìn)展；第2章綜述了毛竹林栽培管理及生物量研究進(jìn)展；第3章、第4章探討了毛竹林碳儲(chǔ)量的空間分布，并估算了浙江省毛竹林的總生物量和碳儲(chǔ)量；第5章、第6章揭示了不同經(jīng)營模式和不同經(jīng)營年齡的毛竹林碳素的積累和動(dòng)態(tài)變化；第7章探討了施肥和覆蓋雷竹林土壤有機(jī)碳的演變；第8章比較了亞熱帶毛竹林與其他林分的土壤活性有機(jī)碳庫；第9章探討和比較了毛竹、杉木和馬尾松林土壤的固碳能力；第10章研究了冬季覆蓋雷竹林土壤的呼吸；第11章系統(tǒng)總結(jié)了竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳固定和轉(zhuǎn)化的研究成果?！　”緯晒┝謽I(yè)科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、土壤科學(xué)以及有關(guān)方面的科技工作者和高等院校有關(guān)專業(yè)的師生參考，也適合于各級政府部門從事領(lǐng)導(dǎo)農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展工作的干部閱讀。

書籍目錄

前言縮寫語1 森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳庫與碳循環(huán)　1.1 全球碳循環(huán)與氣候變化　1.2 森林植被碳的碳庫　1.3 森林土壤碳庫　1.4 森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)　1.5 森林生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡　參考文獻(xiàn)2 毛竹林栽培管理及生物量研究進(jìn)展　2.1 適宜毛竹生長和栽培的條件　2.2 毛竹豐產(chǎn)的栽培措施　2.3 毛竹林經(jīng)營管理措施　2.4 毛竹林生物量　參考文獻(xiàn)3 毛竹林分碳儲(chǔ)量的空間分布及單株碳素的動(dòng)態(tài)變化　3.1 研究區(qū)概況與研究方法　3.2 毛竹林分的碳儲(chǔ)量及其空間分布　3.3 單株毛竹生長過程中碳素的動(dòng)態(tài)變化　參考文獻(xiàn)4 毛竹林總生物量和碳儲(chǔ)量的估算（以浙江省為例）　4.1 研究區(qū)概況與研究方法　4.2 毛竹林株數(shù)隨胸徑、年齡分布的估算　4.3 浙江省毛竹林總生物量和碳儲(chǔ)量　參考文獻(xiàn)5 不同經(jīng)營模式毛竹林的碳素積累及土壤活性有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化　5.1 研究區(qū)概況與研究方法　5.2 不同經(jīng)營模式毛竹林分碳素積累的動(dòng)態(tài)變化　5.3 不同經(jīng)營模式毛竹林土壤活性有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化　參考文獻(xiàn)6 不同經(jīng)營年齡毛竹林土壤活性有機(jī)碳的演變　6.1 土壤活性有機(jī)碳　6.2 研究區(qū)概況與研究方法　6.3 不同經(jīng)營年齡毛竹林土壤活性有機(jī)碳的演變　參考文獻(xiàn)7 施肥和覆蓋雷竹林土壤有機(jī)碳的演變　7.1 研究區(qū)概況與研究方法　7.2 雷竹高效栽培措施對土壤碳庫的影響　7.3 施肥對雷竹林土壤活性有機(jī)碳的影響　7.4 施肥和覆蓋對雷竹林土壤活性有機(jī)碳演變的影響　7.5 雷竹林土壤水溶性有機(jī)碳及其與重金屬的關(guān)系　參考文獻(xiàn)8 亞熱帶毛竹林與其他林分土壤活性有機(jī)碳庫的比較　8.1 研究區(qū)概況與研究方法　8.2 不同林分下的土壤活性有機(jī)碳庫　8.3 不同森林植被下土壤水溶性有機(jī)碳　8.4 不同森林植被下土壤水溶性有機(jī)碳的空間變異　參考文獻(xiàn)9 毛竹、杉木和馬尾松林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的比較　9.1 毛竹、杉木和馬尾松生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量及固碳能力的比較　9.2 不同林分年固碳量的比較　9.3 不同林分年固碳量與樹齡的關(guān)系　參考文獻(xiàn)10 冬季覆蓋雷竹林土壤的呼吸　10.1 森林土壤呼吸及影響土壤呼吸的因素　10.2 試驗(yàn)地概況與研究方法　10.3 冬季覆蓋對雷竹林土壤呼吸的影響　參考文獻(xiàn)11 竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳固定和轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展與創(chuàng)新性　11.1 毛竹林碳素的動(dòng)態(tài)變化及碳儲(chǔ)量的空間分布　11.2 毛竹林總生物量和碳儲(chǔ)量的估算（以浙江省為例）　11.3 不同經(jīng)營模式下的毛竹林分碳素積累和土壤活性有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化　11.4 不同經(jīng)營年齡毛竹林土壤活性有機(jī)碳的演變　11.5 施肥和覆蓋雷竹林土壤有機(jī)碳的演變　11.6 亞熱帶毛竹林與其他林分的土壤活性有機(jī)碳庫的比較　11.7 毛竹、杉木和馬尾松林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的比較　11.8 雷竹林的土壤呼吸　11.9 竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳固定和轉(zhuǎn)化研究的創(chuàng)新性附錄1 中文表格索引附錄2 中文圖幅索引圖版

章節(jié)摘錄

　　2.2.2墾復(fù)整地　　據(jù)調(diào)查，老殘竹林的竹鞭可長達(dá)4500m·hm2左右，所著生支根幾十萬米左右。這樣多的根系，都擁塞于0～40cm土層內(nèi)，縱橫交錯(cuò)、重疊密布，影響側(cè)芽萌發(fā)，自然枯死率可達(dá)70%以上（肖立平，2002）?！　◤?fù)一方面清除雜灌草，減少無益的競爭；另一方面，整地可以疏松土壤，改善土壤養(yǎng)分狀況，增加土壤孔隙度，增強(qiáng)透氣性，提高土壤保蓄水分的能力，同時(shí)也可以減少竹鞭的阻力，提高造林成活率和成林速度。為提高造林質(zhì)量，加快成林，在坡度較大的竹林，為防止水土流失，則應(yīng)采用帶狀整地和塊狀整地（葉義福等，2004）。對不同墾復(fù)措施的研究認(rèn)為，毛竹林墾復(fù)深度以20cm為好，但在山腳緩坡等土層深厚、生長較好的竹林，以25cm深度為好，時(shí)間以7月最佳，8月次之，9月最差。曹流清等（2003）認(rèn)為隔7～8年應(yīng)深墾一次，墾挖深度為35～45cm，歷經(jīng)8年后調(diào)查，生產(chǎn)大竹潛力仍然旺盛。周文偉（1995）對毛竹鞭的研究認(rèn)為，墾復(fù)深度45cm時(shí)，林地鞭段數(shù)最多，而墾復(fù)深度為15cm時(shí)，影響竹鞭分布的深度，易產(chǎn)生浮鞭。不同深度墾復(fù)對鞭徑粗度影響不大，能使竹鞭節(jié)間長度和單條鞭長度明顯增加，減少跳鞭。當(dāng)前，墾復(fù)、清除雜灌等措施，在散生竹和混生竹林中已廣泛采用，特別是在低產(chǎn)林改造中，取得顯著的效益。深挖翻土，由表及里全面細(xì)致改善深層次土壤的理化性狀，提高肥力，有利于竹鞭深人土層生長?？梢妷ㄍ谏疃仁顷P(guān)系到毛竹徑級增大、枝下高增高和大徑竹株數(shù)增多的重要因素。對處于衰退狀況的純林，目前采用深度墾復(fù)、施肥等措施加以恢復(fù)，不失為一個(gè)可行的措施（樓一平，2001）。但是，墾復(fù)對土壤改良效果的持續(xù)時(shí)間是有限的，并且常常對水土保持造成不利的影響。對于出現(xiàn)地力衰退的毛竹純林，應(yīng)充分考慮合理的林分結(jié)構(gòu)以及利用林下植被等方面來尋求維護(hù)持續(xù)立地生產(chǎn)力的途徑。但陳存及（2001）認(rèn)為人工種植最好的方式方法不是傳統(tǒng)的跡地更新——深翻墾復(fù)后裸地種竹，而是林下套種，充分利用森林環(huán)境，提高成活率，早郁閉早成林。福建近十年，林農(nóng)在杉、松人工林，疏林地，次生林零星套種毛竹，投資少、見效快，使林地資源在時(shí)間空間上得到更合理利用。而裸地種竹，成活率較低、投資大，成林時(shí)間較長，比較適合荒山荒地或退耕還林地。

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