专利名称：毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法
毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法
技术领域：
本发明涉及林业的碳贮量和碳排放的测定及计算、增加植被碳贮量减少土壤碳排放的配肥方法。
背景技术：
大气二氧化碳浓度升高会直接导致大气吸收太阳的长波辐射的增加，引起全球性的气温上升，使气候激烈波动。极地永冻冰层的快速融化，大大减少陆地面积，威胁着人类与陆地生物的居住安全。因此，减少二氧化碳排放，成为全球的研究热点。森林地上部分植被碳库储存了全球80%的地上碳储量，森林土壤碳库储存了全球土壤碳储量的40%左右。因此，森林在调节全球气候、维持全球碳平衡中具有十分重要的作用。毛竹(Phyllostachys pubescens)是中国南方重要的森林资源。据第6次全国森林资源清查统计，中国毛竹林面积达337. 2X 104hm2，近7. 5 X IO9株，约占全国竹林面积的 70%。毛竹林具有生长适应性强，生长快，生物量积累迅速的优点。据资料表明，毛竹林乔木层年固碳量为5. 097t hm_2，是速生阶段杉木的1. 46倍、热带山地雨林的1. 33倍、苏南27 年生杉木林的2. 16倍。因此，毛竹被很多学者认为是碳汇林造林的理想树种。经营管理措施对林木的生长以及森林生态系统的的碳循环具有非常显著的影响。 因此，通过对森林生态系统管理模式的调整来提高其对碳的吸收固定能力是促进温室气体减排的一种有效方法。调整林分结构和合理施肥是增加单位面积森林生产力的重要手段。 特别是N、P、K合理配比，增施有机肥等措施不仅可以提高森林地上部分林木的碳贮量，还可以增加土壤有机碳的量，是提高森林生态系统CO2吸收固定量的重要措施。在以往毛竹林肥料试验中大多关注施肥对竹材和竹笋产量的影响，很少涉及到施肥对土壤碳库以及土壤呼吸碳释放的影响研究，更缺少施肥对整个毛竹林生态系统碳汇能力的影响研究。为此， 我们通过正交设计试验，研究不同氮磷钾水平配比对毛竹林植被碳贮量、土壤碳贮量以及土壤呼吸CO2排放的影响，以求得到毛竹林碳汇能力最大化的施肥NPK配方。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一整套有关毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法。解决该技术问题采用的技术方案是毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法按如下步骤进行一、试验设计(1)毛竹林样地的选择根据海拔、光照、坡位和坡向选择当地毛竹林代表性地段，选择毛竹林中间位置的地段，排除路边和沟边的地段，在选定的地段中布置试验小区；(2)试验小区的处理利用正交设计方法设置小区处理，施肥试验设3个因素，分别为施氮量、施磷量、施钾量，每个因素设3个水平，氮肥，磷肥，钾肥分别以尿素、过磷酸钙、氯化钾形态施入；(3)取样与测定施肥处理后的每个月上旬选择一天，测定土壤呼吸速率，试验历时1年，在试验开始前和结束后，测定毛竹林植被碳贮量和土壤碳贮量，根据试验前后毛竹林植被碳贮量、土壤碳贮量的变化结合全年土壤呼吸释放碳量来计算整个毛竹林生态系统年净固定CO2的量，即毛竹林的碳汇能力大小；二、毛竹林年土壤呼吸碳排放总量的测定与计算(1) 土壤呼吸速率的测定采用静态箱-气相色谱法测定，用装有氢焰离子化检测器的HP5890型气相色谱仪分析气样中(X)2浓度；(2)温室气体CO2排放通量的计算温室气体CO2排放通量计算方法如下所示 ^ V P T0 dC,
_5] F = pAT0YX式中，F为CO2排放通量，V为箱体体积，A为箱体底面积，^1为单位时间取样箱内
CO2浓度的变化量，P为标准状态下(X)2的浓度，Ttl和Ptl分别为标准状态下的空气绝对温度和气压，P和T为测定时箱内的实际气压和气温；(3) 土壤年累积呼吸中CO2排放总量的计算土壤年累积呼吸中CO2排放总量的计算方法如下M=E (Fi+1+Fi)/2X (、+「、)X24式中，M为土壤年累积呼吸中CO2排放总量，F为CO2排放通量，i为采样次数，t为采样日期；(4)无根呼吸的土壤(X)2排放量的确定为& = 0. 6X‘，其中RS()为有根呼吸的土壤CO2排放量；三、毛竹林植被碳贮量的测定与估算测定试验小区里面每根毛竹的胸径和竹龄，采用毛竹单株二元生物量模型估算毛竹地上部生物量，根据毛竹地下部与地上部生物量比率乘以地上部生物量得到毛竹地下部生物量；公知经学者实测和计算毛竹平均碳密度为0. 5042，将求得的毛竹林生物量转换为毛竹林植被碳储量；四、土壤碳贮量的测定与计算在每个试验小区里，建立3个土壤剖面，采集 0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-100cm 土层土壤样品，测定每个土层土壤样品的容重和有机碳含量指标；其中容重用环刀法测定，有机碳含量用碳氮元素分析仪测定；根据4个土层的土壤有机碳含量和土壤容重，计算每个土层土壤有机碳储量SOC =hX P XC式中S0C为土壤有机碳储量(吨/公顷)即(t hm_2)，h为土层厚度(米)，P为土壤容重(g cm-3)，C为土壤有机碳含量(％ )；五、毛竹林年净固碳量的计算
权利要求
1. 一种毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法，其特征是按如下步骤进行一、试验设计(1)毛竹林样地的选择根据海拔、光照、坡位和坡向选择当地毛竹林代表性地段，选择毛竹林中间位置的地段，排除路边和沟边的地段，在选定的地段中布置试验小区；(2)试验小区的处理利用正交设计方法设置小区处理，施肥试验设3个因素，分别为施氮量、施磷量、施钾量，每个因素设3个水平，氮肥，磷肥，钾肥分别以尿素、过磷酸钙、氯化钾形态施入；(3)取样与测定施肥处理后的每个月上旬选择一天，测定土壤呼吸速率，试验历时1 年，在试验开始前和结束后，测定毛竹林植被碳贮量和土壤碳贮量，根据试验前后毛竹林植被碳贮量、土壤碳贮量的变化结合全年土壤呼吸释放碳量来计算整个毛竹林生态系统年净固定(X)2的量，即毛竹林的碳汇能力大小；二、毛竹林年土壤呼吸碳排放总量的测定与计算(1)土壤呼吸速率的测定采用静态箱-气相色谱法测定，用装有氢焰离子化检测器的 HP5890型气相色谱仪分析气样中(X)2浓度；(2)温室气体(X)2排放通量的计算温室气体(X)2排放通量计算方法如下所示AP0 T d,式中，F为(X)2排放通量，V为箱体体积，A为箱体底面积，^L为单位时间取样箱内CO2浓度的变化量，P为标准状态下(X)2的浓度，T0和Ptl分别为标准状态下的空气绝对温度和气压，P和T为测定时箱内的实际气压和气温；(3)土壤年累积呼吸中CO2排放总量的计算土壤年累积呼吸中CO2排放总量的计算方法如下M=E (Fit^Fi)/2X (t^-ti) X24式中，M为土壤年累积呼吸中(X)2排放总量，F为(X)2排放通量，i为采样次数，t为采样日期；(4)无根呼吸的土壤(X)2排放量的确定为
全文摘要
一种毛竹林碳汇能力的测定与提高碳汇能力的配肥方法，按如下六个步骤进行一是试验设计，对毛竹林样地进行选择，试验小区的设定和处理，再进行取样、测定和计算；二是毛竹林年呼吸碳排放总量的测定与计算，进行土壤呼吸速率的测定、温室气体CO2排放通量的计算、土壤年累积呼吸中CO2排放总量的计算和无根呼吸的土壤CO2排放量的确定；三是毛竹林植被碳贮量的测定与估算；四是土壤碳贮量的测定与计算；五是毛竹林年净固碳量的计算；六是提高毛竹林碳汇能力的最佳配肥方案。按本方法得出的最佳配肥方案进行施肥，能显著提高毛竹林的碳汇能力，为解决大气CO2浓度增加所产生的温室效应，提供了一种有效又切实可行的新方案。
文档编号A01G23/00GK102349420SQ20111017524
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者刘娟, 吴家森, 周国模, 姜培坤, 李永夫 申请人:浙江农林大学