空间变异和生物因子对华北落叶松树干呼吸影响及其内在机理研究

Greenhouse gases, especially the increase of Carbon dioxide concentration can causeenvironmental problems such as global warming. Therefore, the eyes of the world have been transferred to the reduction of carbon. Forest area accounts for about 40% of global land, is the main part of terrestrial ecosystem, which is about 76%-98% of the storage of organic carbon, is one of the most important carbon pool in the earth. Trunk biomass occupies a great proportion in the total forest biomass, its huge carbon pool by foresters and ecologists paid more and.more attention. Metabolic respiratory trees is the main forest ecosystem of autotrophic respiration about consumption, fixed carbon content in photosynthesis of 60%.The stem respiration consumes 14-48% of the total plant autotrophic respiration.The stem respiration tiny change will cause the change of Carbon dioxide concentration in the atmosphere. Research on factors of stem respiration rule and influencingfactors, explore the influencing mechanism on the stem respiration, will contribute to the understanding of stem Carbon dioxide emissions, thereby the accurate estimation ofstem respiration carbon emissions, also provides data and theoretical support for finding ways to regulate stem respiration rate, reducing carbon emissions from trees and increasing carbon storage in forest, to mitigate global climate change and greenhouse effect and make due contributions, to protect our survival and development of the natural environment.

温室气体尤其是二氧化碳浓度的升高会诱发全球变暖等环境问题。故世界各国将目光陆续转移到碳减排问题上。而森林面积占全球陆地的31.7%左右，是陆地生态系统的主体，储存了其中约76%-98%的有机碳，是地球最主要的碳库之一。树干生物量在森林总生物量中占据着较大的比重，其巨大的碳库受到林学家和生态学家越来越多的关注。树木的代谢呼吸是森林生态系统自养呼吸的主体，约消耗光合作用固碳量的60%以上。其中树干呼吸每年消耗了植物自养呼吸总量的14-48%。故树干呼吸微小的变化也必将引起大气中二氧化碳浓度的改变。开展树干呼吸规律及其影响因素的研究,探究各影响因素对树干呼吸的影响机制，将有助于了解树干二氧化碳的排放，从而准确的估计树干呼吸碳释放量，并为找到对调控呼吸速率的方法,为减少树干碳排放、增加树干碳贮存量提供数据及理论支撑，为减缓全球气候变化及温室效应做出应有的贡献，最终保护好我们赖以生存和发展的自然环境。

树干是森林生态系统的主要碳库之一，抚育间伐是最常用的营林措施，探究树干呼吸变化规律以及间伐对树干呼吸的影响对阐释森林生态系统碳动态变化具有重要意义。本项目以河北省塞罕坝地区华北落叶松人工林为研究对象，主要研究结论如下：.（1）明确了树干呼吸时间变化规律，树干呼吸日变化和季节变化呈“单峰曲线”，日变化最大值出现在14：00-18：00期间，季节变化最大值出现在7月下旬和8月上旬期间。华北落叶松树干呼吸温度敏感性系数7月份最小，为1.34。.（2）空间变化规律，华北落叶松3个林龄林分树冠部位和树干基部的树干呼吸显著大于树干中部。温度敏感性分别以距地面4.0m处（2.90）、0.2m处（2.84）和2.0m（3.30）处的最高。并建立了各树干位置的树干呼吸快速估算模型。.（3）探明了树干年呼吸和温度敏感性随间伐强度的变化规律，华北落叶松3个林龄林分的树干呼吸温度敏感性基本随间伐强度的增加而增加。华北落叶松21年生林分间伐强度30%样地的树干呼吸温度敏感性最高（3.26），25年生和41年生林分间伐强度35%样地的树干呼吸对温度最为敏感（3.33和3.86）。.（4）筛选出了树干呼吸的主要影响因子，影响华北落叶松树干呼吸季节变化的主要环境因子为气温和空气湿度。影响树干呼吸随树干位置高度变化的主要环境因子、林木结构因子、营养元素和呼吸底物分别为气温和空气湿度、边材宽度、氮含量和可溶性糖含量。影响21年、25年、41年生华北落叶松树干呼吸随间伐强度变化的主要调控因子分别为：可溶性糖含量>淀粉含量>气温>边材宽度>氮含量，树干温度>可溶性糖含量>空气湿度>相对湿度>氮含量，可溶性糖含量>树皮厚度>空气湿度>相对湿度>气温。.（5）分别计算了不同间伐强度下单株林木和样地尺度林分树干CO2释放量。在林分尺度上，华北落叶松21年生和41年生林分TI35%样地的树干CO2释放量最大，25年生林分在CK样地的树干CO2释放量最大。.本项目研究结果为建立精确的树干呼吸模型提供了依据，并为进一步精确量化树干碳通量以及评估森林固碳能力提供了数据支持。