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城市生态系统不同植物群落对二氧化碳通量的贡献研究 ——以上海市奉贤大学城为例

2020-12-08阅读(641)

城市生态系统不同植物群落对二氧化碳通量的贡献研究 ——以上海市奉贤大学城为例

论文摘要

全球变化背景下,CO2通量成为国内外学者所关注的热点,研究内容和尺度更是丰富多彩,从均一下垫面的自然生态系统到复杂下垫面的城市生态系统,从CO2通量时间动态特征到CO2通量空间动态特征,从CO2通量源区范围到CO2通量足迹等。CO2通量研究不仅为碳循环研究作出贡献,也为碳管理相关政策的实施提供依据。城市下垫面非常复杂,如何基于复杂下垫面生态系统的碳通量特征,探讨城市植被管理对CO2通量特征造成的影响,可以为建设低碳城市的城市管理和规划部门提供科学的依据。研究城市发展过程中,城市植被在碳循环中所发挥的作用已有很多西方学者进行了详细的探究,本文则侧重研究何种植物群落类型对二氧化碳通量影响较大,从而为城市低碳绿化建设提供科学理论支撑,同时减少城市热岛效应的影响。本文基于涡动相关观测系统、ART Footprint Tool工具、实地的植物清查及生态学植物群落分类法,对不同植被群落类型的CO2通量特征进行分类研究,具体包括以下几个研究结果:（1）CO2通量不同季节其变化特征不同。2016年11月至2017年10月内的碳通量季节性的日变化特征主要表现为:夏季碳汇的时间最长,时长在10个小时左右,碳汇时峰值为-9.07μmol·m-2·s-1;冬季碳汇时间最短,总时长7.5个小时左右,碳汇时峰值为-8.36μmol·m-2·s-1;春秋两季的碳汇时间较接近,都是时长为9个小时左右,碳汇时峰值分别为7.29μmol·m-2·s-1、7.15μmol·m-2·s-1。（2）对CO2通量源区进行分析,结果表明不同季节CO2通量最远点的距离不同:冬季最远,为1381m,其次为夏季1301m,春季和秋季最远点距离分别为1283m、1185m。春季最远点主要集中分布在90°150°和0°270°,夏季最远点主要分布在120°180°之间,秋季最远点集中分布在距离通量塔300m范围内,冬季最远点分布则与盛行风向一致,为西北风向。（3）不同植被群落类型的CO2通量贡献率不同。香樟-棕榈群落的年均CO2贡献率最大,为11.88%,水杉+圆柏群落最小,只有0.93%;另外,同一植物群落不同季节的CO2通量贡献率差距很大,香樟-棕榈群落的CO2通量贡献率冬夏两季的值相差最大,为11.16%,只有水杉+圆柏群落的CO2通量贡献率冬夏两季的值相差较小,为0.35%。一般植物群落夏季多为CO2通量贡献率最低的季节,冬季多为CO2通量贡献率最高的季节,但香樟+垂柳群落和香樟+圆柏群落与之相反。（4）不同植物群落类型的CO2通量变化特征不同。水杉群落的CO2通量值日变化较大,最大值与最小值相差-4.02μmol·m-2·s-1,香樟+垂柳群落相差8.48μmol·m-2·s-1;水杉群落在夏季中的CO2通量均值最小,为-6.41μmol·m-2·s-1,香樟+圆柏群落在夏季的CO2通量均值最大,为-1.33μmol·m-2·s-1;对比分析一天中CO2通量最小值与最大值之间的差异,水杉群落、香樟+圆柏和香樟-棕榈群落的峰值差异值较大,分别为-3.43μmol·m-2·s-1、2.46μmol·m-2·s-1,同时说明这三个植物群落对CO2的吸收具有较强的能力。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景及研究意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 研究意义
  •   1.2 国内外研究现状及问题
  •     1.2.1 涡度相关技术的介绍
  •     1.2.2 国内研究现状及问题
  •     1.2.3 国外研究现状及问题
  •   1.3 研究内容、方法与技术路线
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 研究方法
  •     1.3.3 技术路线
  • 第2章 研究区概况及数据质量控制
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 观测仪器简介
  • 2通量数据质量控制'>  2.3 半小时CO2通量数据质量控制
  •     2.3.1 二次坐标旋转与校正（倾斜校正）
  •     2.3.2 WPL大气密度校正
  •     2.3.3 数据的筛选
  •     2.3.4 数据的插补
  •   2.4 植物清查
  •   2.5 小结
  • 2通量有效贡献区特征'>第3章 CO2通量有效贡献区特征
  •   3.1 气象特征
  •     3.1.1 风向分布特征
  •     3.1.2 大气温度变化特征
  •     3.1.3 光合有效辐射（PAR）变化特征
  • 2通量日变化特征'>  3.2 不同季节CO2通量日变化特征
  • 2通量有效贡献区'>  3.3 CO2通量有效贡献区
  •     3.3.1 通量源区模型介绍
  •     3.3.2 通量有效贡献区分析
  •   3.4 小结
  • 第4章 植物群落组成
  •   4.1 物种组成
  •     4.1.1 科属组成
  •     4.1.2 数量组成
  •   4.2 群落类型的划分
  •     4.2.1 群落类型划分
  •     4.2.2 群落类型
  •   4.3 群落类型分布
  •   4.4 小结
  • 2通量足迹分析'>第5章 不同植物群落CO2通量足迹分析
  •   5.1 通量足迹计算
  •     5.1.1 ART Footprint Tool计算模型
  •     5.1.2 通量贡献率的计算
  •   5.2 不同植被群落的通量贡献率
  •     5.2.1 不同植被群落的通量贡献率年均和日变化特征
  • 2通量贡献率'>    5.2.2 不同植被群落不同季节的CO2通量贡献率
  •   5.3 小结
  • 2通量动态变化特征'>第6章 不同植物群落CO2通量动态变化特征
  • 2通量分布特征'>  6.1 风向与CO2通量分布特征
  • 2通量变化特征'>  6.2 不同植物群落CO2通量变化特征
  • 2通量季节变化特征'>  6.3 不同植物群落的CO2通量季节变化特征
  •   6.4 小结
  • 第7章 结论与展望
  •   7.1 主要结论
  •   7.2 不足与展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张凯迪

    导师: 赵敏

    关键词: 城市生态系统,通量,通量贡献率,植物群落

    来源: 上海师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 上海师范大学

    分类号: Q948

    总页数: 66

    文件大小: 5451K

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