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)成為一個不爭的事實。根據(jù)IPCC的預測，CO2濃度和溫室氣體的共同作用將會導致全球平均氣溫每10年上升0.2℃(IPCC，2001)［1］。氣候變暖將會導致一系列環(huán)境問題，如海平面上升、降水時空分布格局變化等，進而直接對人類賴以生存的地球環(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系密切而又復雜，是當前全球變化研究中的重點

2、。本文以鄭州東區(qū)為研究對象，對其內(nèi)部典型生態(tài)系統(tǒng)的源/匯關系進行了系統(tǒng)研究，并對鄭州東區(qū)各碳庫碳儲量進行了估算，為評價不同生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境效應提供理論依據(jù)。取得了如下主要結論： 1.碳源/匯關系： (1)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同類型的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對CO2的固定量有一定日變化差異，在夜間的11個小時內(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時到20時是碳匯，從21時起是碳源。玉米生

3、態(tài)系統(tǒng)對CO2的凈固定能力較水稻生態(tài)系統(tǒng)強，24小時凈固定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小時凈固定CO222.75g/m2。 (2)林地生態(tài)系統(tǒng)楊樹生態(tài)系統(tǒng)在夜間的11個小時內(nèi)，都是碳源，即凈釋放CO2。白天隨著氣溫、光強等環(huán)境因素的變化，楊樹生態(tài)系統(tǒng)由碳源轉(zhuǎn)變?yōu)樘紖R。楊樹生態(tài)系統(tǒng)24小時凈固定碳4.139gCO2/m2。柳樹生態(tài)系統(tǒng)從19時到次

4、日8時，為碳源，白天除13時為碳源，其他時刻均為碳匯。柳樹生態(tài)系統(tǒng)24小時凈固定CO2為6.90gCO2/m2。 2.碳庫儲量估算 (1)根據(jù)研究可知，鄭州東區(qū)整個生態(tài)系統(tǒng)年通過光合作用從外界大氣中合成的碳量是11.6萬t，植物呼吸釋放到大氣中的碳量每年為5.72萬t，由此看來生態(tài)系統(tǒng)中植被合成的碳大部分通過呼吸作用釋放到大氣中去。年凋落物量2.19萬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)通過對碳現(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t，其中土壤碳現(xiàn)存量為80.07萬t，綠化植被碳現(xiàn)存量為0.87萬t，郊區(qū)農(nóng)林系統(tǒng)碳現(xiàn)存量為13.79萬t。郊區(qū)農(nóng)林系統(tǒng)中林地碳現(xiàn)存量5.46萬t，農(nóng)作物8.33萬t。土壤碳儲量占總碳儲量的84.5％，是碳主要存貯庫，因此土壤中碳儲量的變化必然引起整個區(qū)域碳儲量整體動態(tài)變化。土壤碳儲量的主要來源是凋落物，因此凋落物的量及其分解會直接影響