河南省土壤有机碳储量及影响因素

将河南省划分为东西部12个林区8种土地利用类型,基于810个点位的现场采样测量,估算该省土壤有机碳(SOC)储量,计算土壤有机碳密度(SOCD)并分析其影响因素。结果表明,河南省0 cm~100 cm土层SOC储量为1467.82 Tg,平均SOCD为9.65 kg/m^(3),与我国SOCD平均水平(9.60 kg/m^(3))相持平;研究区西部和东部平均SOCD分别为10.12 kg/m^(3)和9.00 kg/m^(3),森林与耕地面积占比不同可能是导致东西部SOCD差异的重要因素;研究区内森林、耕地、草地和人造地表的面积占比,以及气候因素包括归一化植被指数(NDVI)、干旱指数、年平均气温、年平均降水量、湿度指数均对SOC储量有显著影响。

不同降水年型环境因子对水质的影响

通过检测2019年和2021年7月—9月颍河源头流域水质,采用多元逐步线性回归分析和冗余分析检验环境因子与水质之间的关系。结果表明:2019年(平水年)流域pH值和EC值较高,而2021年(丰水年)N和P含量较高,这说明强降水可能会导致水体富营养化,而正常降水则更可能出现无机污染。平水年总体水质变化与农业用地面积占比和平均海拔高度相关,两者分别占总解释率的31.1%和18.6%。丰水年总体水质变化的主要影响因子为农业用地面积占比和斑块密度,分别占总解释率的26.1%和15.9%。环境因子在平水年和丰水年对总体水质变化的影响分别占总解释率的74.2%和69.3%。

河南省2040年土地利用格局及有机碳储量预测研究

基于河南省2000、2020年土地利用数据以及社会、气象数据,采用PLUS模型模拟河南省2040年不同发展情景下的土地利用及有机碳分布格局。模拟结果显示,河南省2040年3种情景下的有机碳储量分别为1206.98×10^(6) t(自然发展情景)、1211.98×10^(6) t(耕地保护情景)、1212.20×10^(6) t(生态保护情景),表明林地数量的提高对河南省有机碳储量的提升具有积极作用。河南省有机碳呈明显的区域性分布特征,总体表现为西部较高,南部次之,东部和北部表现出一定的中等水平分布特征。

伏牛山3种典型针叶林植硅体碳的封存特性及稳定性比较研究

【目的】通过对伏牛山3种针叶林植物器官、枯落物和土壤中植硅体及植硅体碳的研究,探讨不同林分间植硅体碳的封存特性及稳定性差异,为长期固碳提供理论依据。【方法】在伏牛山的雪松(Cedrus deodara)、圆柏(Sabina chinensis)、侧柏(Platycladus orientalis)3种森林中对植物各器官、枯落物和0~50 cm深的土壤剖面进行采样,基于质量平衡法研究了土壤与植物体内的植硅体、植硅体碳和二氧化硅(SiO_(2))的含量。【结果】雪松各器官植硅体含量在1.49~3.27 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.030~0.114 g·kg^(−1)。圆柏各器官植硅体含量在1.44~2.56 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.036~0.085g·kg^(−1)。侧柏各器官植硅体含量在1.86~2.90 g·kg^(−1),植硅体碳含量在0.038~0.083 g·kg^(−1)。本研究估算了植硅体碳在各林分中的生产通量与周转时间,圆柏林中土壤植硅体碳储量(1.64 t·hm^(−2))高于雪松林(1.17 t·hm^(−2))和侧柏林(0.77 t·hm^(−2)),且圆柏林植硅体碳周转时间(1813.16 a)长于雪松林(218.78 a)和侧柏林(556.44 a)。【结论】不同的森林类型对植硅体及植硅体碳的生产速率和周转时间会有显著影响,在未来的针叶林森林管理计划中优化圆柏的造林/再造林会显著增强未来几个世纪的生物地球化学碳汇。

洛阳市周山森林公园林分植硅体碳的迁移转化与存贮机制

植硅体固碳是生物地球化学固碳的关键机制,深刻影响着陆地硅-碳耦合循环。分别选取河南省洛阳市周山森林公园银杏、苦楝、雪松和侧柏等4种林分,采集林分叶片、凋落物和0~30 cm土壤样品,测定4种林分叶片→凋落物→土壤连续体中植硅体、植硅体碳质量分数,计算植硅体碳贮量。结果表明:(1)周山森林公园不同林分对叶片、凋落物和土壤植硅体含量和植硅体碳贮量的贡献并不相同。银杏叶片植硅体含量(7.36‰)、植硅体碳(2.255%)、植硅体碳/干物质(2.42‰)和植硅体碳贮量(0.48 t·hm^(-2))均表现为最高;银杏凋落物植硅体含量(10.25‰)、植硅体碳/干物质(1.87‰)和植硅体碳贮量(0.265 t·hm^(-2))表现为最高,而雪松植硅体碳含量(3.975%)最高;银杏土壤植硅体碳/干物质(7.58‰)和植硅体碳贮量(0.445 t·hm^(-2),以CO_(2)计)最高,而雪松植硅体含量(38.7‰)和苦楝植硅体碳含量(2.255%)最高;(2)周山森林公园林分叶片、凋落物和土壤连续体植硅体含量、植硅体碳贮量差异显著。4种林分的土壤植硅体含量、植硅体碳/干物质和植硅体碳贮量均显著高于叶片和凋落物,而雪松和土壤植硅体碳含量却低于凋落物,表明植硅体碳在迁移转化过程中受树种的影响,具有一定的不稳定性;(3)周山森林公园4种典型林分中植硅体碳储量在叶片(0.098~0.195 t·hm^(-2))→凋落物(0.075~0.265 t·hm^(-2))→土壤(0.214~0.445 t·hm^(-2))生态连续体上均表现为上升的趋势。本研究中周山森林公园银杏和苦楝等阔叶树种植硅体碳汇潜力有强于针叶树种的趋势,在树种改造中可提高阔叶树种的种植比例,制定符合实际的植硅体固碳管理措施,发挥树种的植硅体固碳潜力。

二十七种槭属植物表型多样性分析

探讨以质量性状和数量性状为依据对槭属植物种质资源多样性进行评价的可行性,为槭属植物种质资源评价和新品种选育提供参考。采集27种槭属植物的60个质量性状和13个数量性状数据,并通过赋值法对质量性状指标进行分级,在对所有表型性状进行多样性分析和部分数量性状进行单因素方差分析的基础上,对数据进行主成分分析和系统聚类分析。结果表明,槭属植物数量性状的多样性指数、变异程度均较质量性状高。单因素方差分析结果表明,测定的11个数量性状指标在27种槭属植物种间的差异性达到了极显著水平(P<0.001)。叶柄长度、小坚果长、翅果长宽比、单叶长宽比、单叶宽和小坚果厚度的变异系数较大,花瓣数和花萼数量的遗传特性相对稳定。遗传多样性指数结果表明,槭属是一个形态上存在较高分化水平的类群,绝大多数性状在组间和种间均存在着广泛的变异。主成分分析将73个表型性状指标转化为13个主成分,13个主成分可反映27种槭属植物表型性状的主要特征信息。对27种槭属植物73个性状的原始数据进行标准化转换,利用欧氏距离、运用组间连接法进行系统聚类分析,可将其聚为3大类;槭属植物的一级分类标准是叶型,二级分类标准是开花时间,三级分类标准是花序着生位置、花性、花序类型、单叶裂片数和叶缘特征。研究结果表明,以质量性状调查为依据,结合对数量性状的观测分析槭属植物种质资源多样性并进行评价是可行的。

河南省生态系统有机碳储量的计量及空间分布

为了揭示土地利用变化对河南省有机碳储量的影响,探索陆地生态系统有机碳的增汇机制。基于GIS平台,采用InVEST模型,分析河南省1980-2000,2000-2020两个时期内土地利用变化及因其引起的生态系统有机碳储量变化。结果表明:两个时期内,河南省农田面积分别减少了1.25×10^(4)hm^(2)和4.45×10^(5)hm^(2),草地面积减少了7.73×10^(4)hm^(2)和6.04×10^(4)hm^(2),森林面积增加了1.08×10^(4)hm^(2)和1.25×10^(4)hm^(2),建筑用地增加了1.46×10^(5)hm^(2)和4.41×10^(5)hm^(2)。1980-2020年间全省有1.91×10^(6)hm^(2)的土地利用类别发生了变化,从1980年到2000年,河南省有机碳储量增加了2.61×10^(6)t,从2000年到2020年,有机碳储量减少了约7.00×10^(6)t。1980~2020年,土地利用变化促进了河南省有机碳储量的积累。即使林地面积在不断增长,但是有机碳储量仍呈现出减少的趋势。主要是林地面积增长带来的有机碳储量的增加不足以抵消耕地、草地面积的大量减少导致的有机碳储量流失。为了增加有机碳积累,减少由于土地利用变化导致的碳储量流失,保护林地面积具有十分积极的意义。林地面积的增加对于生态系统有机碳储量的提升发挥着重要作用。在全球变暖压力越来越大的情况下,土地利用的有效规划带来的碳汇效果对于中国未来的城市发展愈加重要。