刚果布拉柴维尔地区的森林的生物量与碳储量研究

发布时间：2020-06-09 01:32

【摘要】：为了解目前的多样性水平状况和保护森林生物多样性,植物区系调查和多样性评估是必要的。了解树种分布和热带森林构成的主要驱动因素对于保护生物多样性至关重要。研究树高-直径变异的木本,可以深入了解树木多样性格局的一般特征。量化热带森林的碳储量是目前实施新兴碳信用市场机制的重要组成部分。这需要适当的异速方程来预测当前稀缺的生物量。然而,粗木质残屑(CWD;这里定义为倒下的和枯立的树木和树枝)是森林生态系统的关键结构和功能组成部分,其通常包括地上总碳储量的大部分。然而,CWD的估算在热带地区并不普遍,关于CWD碳储存如何应对气候变化的了解甚少。鉴于热带森林在全球碳循环中发挥着重要作用,这些研究的不足会降低预测气候变化对陆地碳平衡影响的认识。本研究主要集中在以下几个方面:(1)评估两个研究地点的树木多样性和结构的有效性。评价了+Ipendja森林的树种多样性和结构及其对可持续发展的影响;(2)估算Ipendja混交常绿低地热带森林和Lesio-louna保护区的地上生物量(AGB)和碳储量;(3)估算研究区地下生物量(BGB)和碳储量;(4)确定Ipendja混合地带低地热带森林树木直径-树高异速生长的变化;(5)利用异速方程对Ipendja混合热带森林中的粗木质残屑(CWD)种群进行定量分析,包括枯立木(sn))和倒下的死树和树枝(原木);(6)识别不同森林类型(老龄林和择伐林)和Ipendja混合常绿低地陆地热带森林(中部非洲)的地块之间的粗木质残屑(CWD)储量的变化,我们检验了 CWD碳储量估算的结果。这项研究在刚果共和国的两个地区进行:(i)在靠近刚果共和国北部东欧地区(Likouala省)的Ipendja森林管理股(UFA);(ii)靠近刚果共和国南部Teke-Plateau 的 Igne 地区(泳池部)Lesio-louna 森林。在Ipendja森林中,抽样设计系统由1或2 km平行的样线组成,并分成连续的矩形样地,每个样地5000平方米(25×200米,即0.5公顷)。在8个地块的林木调查中,所有胸径≥10厘米的林木都被识别和测量。在8个研究样地(每个地点4个样地)中,只测量并确定了 DBH≥10cm的树木。共记录得1340棵树,分属145种,36科(Mokelimwaekili和Sombo分别为n=607和n=733)。植物区系数据的计算是为了获得各多样性指数及物种的植物地理学确定。使用多样性指数是因为它提供了关于群落组成和相对丰富度的详细信息。使用异速生长方法进行地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)估算。此外,样线截取采样方法已用于每个研究地点。研究地块内记录了直径≥10cm的135个CWD样品的总数。数据分析使用SPSS v.18.0,SigmaPlot v.10.0,PAST v.3.05和ArcGIS v.9.3软件进行。结果表明,主要的植物科是由山榄科植物组成,其次为大戟科,楝科,石松科,梧桐科,番荔枝科和茜草科的植物。其中最具代表性的是C.mildbraedii,S.kamerunensis和P.oliveri,占有比例分别为62.06%,30.34%和28.27%,表明它们是该森林生态系统的主导优势种。Mokelimwaekili的香农指数为4.29比特,Sombo的为4.22比特。而Mellelimwaekili和Sombo样点的Pielou均匀度指数分别在0.88和0.90之间。Sorensen的Jaccard的相似系数为62%和58%。此外,在Ipendja森林生态系统中,AGB(346 Mg ha-1)-和BGB(81.3 Mgha-1)的平均生物量增加,森林类型之间存在显着差异(F=23.46,df=7.771,P=0.001)。很明显,Mokelimwaekili 的生物量(AGB:559.7 Mg ha-1,BGB:131 Mg ha-1)高于 Sombo(AGB:291.8 Mg ha-1,BGB:68.5 Mg ha-1)。很显然,Mokelimwaekili 的粗木质残渣(平均 19.96 Mg ha-1;总量 79.84 Mg ha-1)高于 Sombo(平均值:8.9 Mg ha-1;总计:35 Mg ha-1)。对于粗木质残体(CWD)储存量,在有大量粗木质残屑(CWD)研究区域中最具代表性的样地为样地3(31.55 Mg ha-1;27%),其次是样地 4(19%;21.46 Mg ha-1)和样地 7(15%;17.48Mg ha-1)。样地 6(7.07Mg ha-1;6%),样地5(6Mg ha-1;5%)和样地8(5.1Mg ha-1;5%)具有较低的粗木质碎屑(CWD)。单因素方差分析和Levene检验显示,枯立木存量与倒下的枯死木和树枝储量之间存在显着差异(F=17.97,df=7.089,p=0.003)。Kruskal-Wallis检验表明,枯倒木和枝条质量与枯枝落叶质量之间存在显着差异(p=0.0007)。在Ipendja森林中,两种森林类型和样地的CWD储量有显着差异。在Ipendja森林中,各个区域和样地的树木多样性指数存在明显差异。进一步的研究已经完成,以确定和确定Ipendja热带森林的树种及其植物地理分布。Ipenja植物区系具有显着的多样性,植物的丰富度在其具体构成上非常可观。通过这项研究,Ipendja森林生态系统在各样地和区域的胸径-树高关系和生物量上有明显的变化。这一发现表明,不同森林类型的价值存在差异,应采用单独的参考值估算刚果盆地不同生态系统中未受干扰的森林碳储量。不同的参考值代表了森林类型之间CWD的变化性,并有助于减少在目前中部非洲森林生态系统碳储量估值的不确定性。对于Lesio-louna,在九个样地中进行测量:三个样地位于Iboubikro森林,三个样地位于Blue Lake森林,有三个样地位于Ngambali森林(圆形样地为1,256 平方米,即样地直径为40米)。数据收集采用树木年轮或植物群清查方法,仅测量并识别DBH≥10cm的树木。植物区系数据的计算是为了获得各种多样性指数,物种的植物地理学确定。使用多样性指数是因为它提供了关于群落组成和相对丰富度的详细信息。使用Allometric方程的方法来测量Lesio-louna热带雨林的碳储量。数据分析使用SPSS v.18.0,SigmaPlotv.10.0,PAST v.3.05和ArcGIS v.9.3软件进行。结果表明,豆科植物有明显优势数量的树种(17种),相对多样性指数为20%,其次是含羞草科14种,相对多样性指数为16%。根据树种的相对频率,鸡血藤,五角茴香,五棱,鸡血藤和Sorindeia juglandifolia在该地区被列为最重要的物种。研究样地的林木平均胸径(DBH)为30.80cm。调查显示,在这个生态系统中,豆科(20%),含羞草科(16%),无患子科(12%)和番荔枝科(9%)是最具代表性的科。同时,记录的平均胸径从样地6的41.91厘米降低到样地4的24.49厘米。记录的香农指数最高的是Iboubikro区域(2.48比特),最低的是Blue Lake森林区域(2.29 比特)。Blue Lake 森林 Pielou 均匀度指数为 86.9%,Iboubikro 为 0.89(89.4%)。此外,这项研究的结果表明,六个地块的地上生物量(AGB)平均碳储量为170.6 t C ha-1。因此,Iboubikro地区的地上生物量(ABG)的平均碳储量为204.6 t C ha-1,Ngambali地区为136.6 t C ha-1。在这个森林生态系统中,在Iboubikro地区的样地3具有高碳储量。进一步的研究确定了 Lesio-louna热带森林的植物分类及其植物地理分布。Lesio-louna保护区的植物区系具有显著的多样性,植物的丰富度在其具体构成上非常可观。这些研究结果表明,研究区森林是一个重要的碳库,它们也可以在减缓气候变化方面发挥关键作用。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S718.5
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本文编号：2703969