《洪湖湿地碳储量的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《洪湖湿地碳储量的研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Vol. 33 No.8 Aug. 2013第 33 卷 第 8 期 2013 年 8 月 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry b. Research Center of Forestry Remote Sensing The total soil carbon reserves was 3.537107 t, which accounted for 45% of the proportion of bottom silt being 1.597107 t, the carbon stocks
2、showed a descending order: bottom silt, forest land, farmland, marsh and flood plain wetland; Honghu plant organic carbon density were in a range of 4.934.93 kg/m2, the soil density ordered from high to low: forest and marsh, farmland, aquatic plants, flooding plain wetland; the total plant carbon r
3、eserves was 1.74 106 t, the farmland carbon reserves accounted for the proportion of 59%, being 1.02106, the carbon stocks showed a descending order: farmland, forest land, aquatic plants, marsh and flood plain wetland. Key words: wetland; carbon storage; carbon density; Honghu lake in Hubei provinc
4、e刘 刚，等：洪湖湿地碳储量的研究104第 8 期积物剖面有机碳、全氮的分布特征与积累情况进行了研究13。康文星14研究不同利用方式对湿地草地土壤有机碳储量的影响。张文菊通过不同时段的土壤剖面有机碳含量的测定数据，分析不同利用方式下土壤碳储量的变化、有机碳垂直分布和组成特征13。张容娟以明东滩湿地围垦区为研究对象，对人类活动及不同土地利用方式对河口湿地土壤有机碳库和土壤呼吸的变化进行研究16。满秀玲对小兴安岭草本泥炭沼泽湿地土壤有机碳、氮和磷含量分布特征进行研究17。洪湖湿地是长江中游地区重要湿地生态区域，是湿地生物多样性和遗传多样性重要区域，是众多湿地迁徙水禽重要栖息地、越冬地，是长江中游华
5、中地区湿地物种“基因库”。开展洪湖湿地土壤有机碳含量，有机碳密度及养分研究，可以较精确地估算该地区湿地有机碳储量状况，为政府决策提供依据，并为合理开发、利用、恢复和保护洪湖湿地土壤提供理论基础，并为研究这一区域在未来气候变化中的作用提供基础数据。1 研究区概况研究区位于湖北省中南部，长江中游北岸，江汉平原东南端，包括洪湖市和洪湖湿地资源保护 管 理 局， 地 跨 11307 11405E，2939 3012N 之间，洪湖市东西最长 94 km，南北最宽62 km。洪湖全境历史上属云梦泽东部的长江泛滥平原，地势自西北向东南呈缓倾斜，形成南北高、中间低、广阔而平坦的地貌，海拔大多在 2328 m之
6、间。洪湖市属亚热带湿润季风气候，其特点是四季分明， 光照充足， 雨量充沛， 温和湿润等特点，降水集中于春夏，洪涝灾害较多，洪湖市年平均气温 16.6左右。2 材料与方法2.1 数据源本研究数据源主要包括遥感影像数据和湿地实地调查数据等资料，遥感数据为 ALOS 数据，接收日期 2010 年 04 月 16 日，分辨率 2.5 m。2.2 研究方法洪湖湿地碳储量研究采用外业调查和遥感解译估测相结合的方式进行，首先，利用 ALOS 影像开展湿地类型的解译，湿地分类标准的基础上，将林地细分为针叶林和阔叶林，便于估测林地生物量；其次，开展野外实测生物量，通过选取不同地类的样本单元，野外实地测量，收集生
7、物量样本，开展室内测量分析，最后计算研究区总生物量。3 结果与分析3.1 洪泛平原湿地土壤碳储量分别选取了 4 个典型的河滩、河心洲、季节性泛滥的草地及季节性被水浸润的内陆三角洲的样地，在这四处样地进行随机取样，洪泛平原湿地指在丰水季节由洪水泛滥的河滩、河谷、河心洲、季节性泛滥的草地以及保持了常年或季节性被水浸润内陆三角洲。研究结果表明：4 个典型洪泛平原湿地中，有机碳密度在 45.982 58.169 kg/m2，密度最大的是河心洲，其次是草地及三角洲，最小的是河滩，河心洲的土壤有机碳密度最高的原因可能是由于湖水涨水会带来大量的沉积物。有机碳密度在 0 15 cm 土层最大，其次是 15 3
8、0 cm 土层，最低的是在 30 cm 以上土层，有机碳密度随土层的加深而减低。根据其有机碳密度及分布面积，对洪泛平原湿地的土壤碳储量的估计为 1.00107 t，如图 1。图 1 洪泛平原湿地土壤有机碳密度 Fig.1 Soil organic carbon density of floodplain wetland3.2 洪湖湿地草本沼泽土壤碳储量对典型的草本沼泽取剖面土壤进行研究，草本沼泽由水生和沼生草本植物组成优势群落的淡水沼泽。研究结果表明：草本沼泽地有机碳密度在 36.031 40.217 kg/m2，有机碳密度最大在 15 30 cm 土层，其次是 30 cm 以上，最小在 0
9、15 cm 土层。由于草本沼泽的植物根系在 15 30 cm 土层次比较集中，根系越集中，生物量越大，从而形成的有机质越多，使有机碳密度在该土层较高。根据洪湖湿地草本沼泽各土层的平均有机碳密度，估算洪湖湿地草本沼泽土壤的碳储量为3.016106 t，如图 2。105第 33 卷中 南 林 业 科 技 大 学 学 报3.3 洪湖湿地林地土壤碳储量洪湖湿地林地分为阔叶林、针叶林及灌木林3 种类型，阔叶林主要是构树林、樟树林和杨树林，针叶林主要是是落羽松林、池沙林及杉木林。研究结果表明：3 种地类的土壤有机碳密度最大的是针叶林，其次是阔叶林，最小的是灌木林，平均值在 0.97 1.75 kg/m2，
10、且有机碳密度随土壤深度的加深而降低。林地在洪湖湿地的所占面积比较小，估算得到的洪湖湿地林地土壤碳储量为2.264106 t，如图 3。了常年或季节性被水浸润内陆三角洲统称，共计 5 985.40 hm2。由于该区域植物类型丰富，在枯水季节，部分湿地会有农作物种植及形成季节性草地，其面积比例在 55% 左右逐年变化，约为 3 291.97 hm2。在丰、枯水季河水交替淹没后，洪泛平原湿地植物种类结构也会随之发生变化。在对植物进行碳储量测量研究时，不考虑植物种类，对样方内植物全体收获，经测定可得洪泛平原湿地草地植被碳密度为 2.34 7.52 t/hm2，平均为 4.93 t/hm2。求得洪泛平原
11、湿地植物碳储量为 7 703.21 24 722.69 t，均值为 16 212.95 t，如表 1。表 1 洪泛平原湿地碳密度估算 Table 1 Carbon density estimation of flooded plain area in Honghu wetland面积 /hm2碳密度 /(thm-2)碳储量 /t范围均值范围均值3291.972.347.524.937703.2124722.6916212.95洪湖湿地草本沼泽面积为 2 656.60 hm2，芦苇是沼泽植被中占绝对优势地位，在调查的样地中，芦苇覆盖率均达到 100.00%，其它植物少见。芦苇的生物量达到了 16
12、.57 62.97 thm-2，平均为39.77 thm-2，碳储量达到 10.69 38.53 thm-2，平均为 24.61 thm-2。地下部分的生物量大于地上部分，地下 / 地上生物量比率为 1.16 1.88，平均为 1.52，生物量是地上部分的 2 倍多，如表 2。3.5 洪湖湿地农田农作物碳贮量农田生态系统是一个人为干扰极大的特殊生态系统，目前对农田生态系统碳汇的研究往往针对土壤，对农作物本身则研究较少。洪湖湿地的农田类型可分为水田和旱地两类，旱地面积略大于水田。 水田作物主要为水稻， 旱地作物则有小麦、玉米、豆类、棉花、蔬菜等。洪湖湿地区作物生长周期均小于 1 年，其作物的年固
13、碳量即为其最大碳储量。本研究利用太湖水稻固碳量对洪湖湿地的碳储量进行估算，旱地则采用我国耕地植被的年固碳量均值，如表 3。表 2 芦苇的生物量密度及碳密度 Table 2 Biomass density and carbon density of Phragmites australis植物名称生物量密度 /(thm-2)碳密度 /( thm-2)面积 /hm2碳储量 /t范围均值范围均值范围均值地下部分9.1031.2820.196.2621.5213.892656.6028 399.05102 358.8065378.93地上部分4.8326.8815.862.3913.297.84凋落物
14、2.644.813.732.043.722.88总计16.5762.9739.7710.6938.5324.61图 3 洪湖林地有机碳密度 Fig.3 Soil organic carbon density in Honghu lake wetlandforest图 2 草本沼泽土壤有机碳密度 Fig.2 Soil organic carbon density of herbaceous swamp3.4 洪泛平原湿地植被碳贮量洪泛平原湿地在丰水季节由洪水泛滥的河滩、河心洲、河谷、季节性泛滥的草地以及保持刘 刚，等：洪湖湿地碳储量的研究106第 8 期3.6 洪湖湿地土壤有机碳密度分布特征5
15、种类型土壤的有机碳密度，有机碳密度最大的湖中淤泥，其次是洪泛平原湿地，最小的是农田。由于淤泥主要为湖中生物死亡残体沉积形成，有机质含量高，因而湖底淤泥有机碳密度最大；由于当地的耕作方式中秸秆还田，其凋落物输入很小，土壤有机质（Soil organic matter，SOM）分解速度提高，以及耕种措施对 SOM 物理保护的破坏，作物残茬易于降解，而其所含的不溶性物质较低，耕作使土壤充分混合，打破了团聚体结构，并且使 SOM 暴露，加快了其氧化降解速度，这些因素均导致土壤团聚体结构中轻分子量有机碳和一些有机矿物碳含量降低，从而使农田有机碳密度最低，如图 4 和图 5。各地类植被的有机碳密度中最大是
16、林地，其次为草本沼泽，最小的是洪泛平原湿地。由于植物被密度及层高影响有机碳密度，而林地植被乔、灌、草层次完整，所以其碳密度较高，然而洪泛平原湿地主要植被类型为草本，其植被层高度偏低，所以碳密度最小，如图 6 和图 7。图 7 洪湖植被有机碳密度 Fig. 7 Vegetation organic carbon density of Honghu wetland表 3 洪湖湿地农田碳密度估算 Table 3 Carbon density estimation of cultivated land in Honghu wetland地类面积 /hm2单位面积碳储量 /(thm-2)碳储量 /t范围均值范围均值稻田
