论文部分内容阅读
在全球气候变暖的大背景下,温室气体的减排工作得到越来越多的关注,湿地作为生态系统中第二大碳库,在全球碳循环中起着重要作用。因此,研究湿地生态系统碳储量、分布格局以及变化特征对应对气候变化具有重要意义,而研究生态系统更为脆弱的高寒湿地碳库格局就更为重要。本文以位于新疆维吾尔自治区天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区,利用2013年、2015年、2016年野外调查采样数据与同期Landsat8遥感数据,通过植被类型平均碳密度法和基于遥感影像数据建立估测模型对巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地的植物、土壤、水体的碳储量进行了估算,分析了其有机碳库的空间分布格局。主要结果如下:1、利用植被类型平均碳密度法估算巴音布鲁克天鹅湖湿地有机碳储量。结果表示,天鹅湖高寒湿地土壤有机碳密度为5.10 kg/m2,植物地上部分的有机碳密度为0.13 kg/m2,根系的有机碳密度为2.55 kg/m2,水体可溶性有机碳质量浓度为12.78 mg/L;天鹅湖湿地总有机碳储量约为51.67×108 kg,其中,植物地上部分的总有机碳储量为1.12×108 kg,占总有机碳储量的2.17%;土壤总有机碳储量为33.59×108 kg,占65.02%;根系总有机碳储量为16.95×108kg,占32.79%;水体可溶性有机碳储量约为0.008×108kg,占0.02%。2、通过植被指数与植被地上部分生物量、根系生物量,土壤碳含量,水体碳含量建立估测模型。结果表示,植被地上部分生物量和土壤表层碳含量与Landsat8 NDVI数据呈显著正相关,植被地上部分与植被指数NDVI最优估测模型是y=434.87x+10.126,估产精度达到80.3%;而土壤表层碳含量与植被指数建立的模型经验证,模型不可行。植被根系碳密度、土壤碳含量、水体碳含量采用GIS空间插值法进行空间尺度拓展,估测效果良好。3、基于遥感影像植被指数估测模型和GIS空间插值法估算巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地碳储量。结果表示,天鹅湖高寒湿地土壤有机碳密度为4.856 kg/m2,植被地上部分有机碳密度为0.140kg/m2,根系有机碳碳密度为1.073kg/m2,水体有机碳质量浓度为2.299 mg/L;天鹅湖高寒湿地天鹅湖湿地总有机碳储量约为46.17×108kg,其中,植物地上部分的总有机碳储量为1.06×108kg,占总有机碳储量的2.31%;土壤总有机碳储量为36.94×108 kg,占80.01%;植物地下部分的总有机碳储量为8.16×108kg,占17.68%;水体有机碳储量仅为115.71kg,在总碳储量中几乎可以忽略不计。4、两种不同估测方法碳储量估测误差为5.50×108kg。其中根系有机碳密度估测差异较大,估测误差为0.477 kg/m2;植被地上部分有机碳碳密度和土壤有机碳密度估测差异较小,估测误差分别为0.001 kg/m2和0.144 kg/m2。5、分析巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地碳库格局。结果显示,研究区周边植被地上有机碳密度大于中心区域有机碳碳密度,部分中心区域有机碳密度低的区域呈斑块状分布;根系有机碳碳密度分布特征则表现出中心区域高,研究区东南部和西北部偏低;土壤有机碳密度分布特征表现为研究区东南部高于西北部,且呈现逐渐递减趋势;水体有机碳密度空间分布整体差异不大。从研究区有机碳密度的整体来看,东南部的有机碳密度大于西北部的有机碳密度,且呈现梯度递减趋势。