无性系和密度对杨树人工林土壤温室气体排放的影响开题报告

1. 研究目的与意义

杨树(populus)是世界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一，是我国重要的速生丰产林和短周期工业用材林首选树种，也是世界人工林发展的重要三大速生树种之一，具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点^[1]，其在林业建设中占有极为重要的地位。无论是营造防护林上还是用材林，杨树都是主要的造林树种。但是，目前 杨树作为大径材培育存在初植密度偏大、 生物生产力较低、 地力衰退等现象, 严重影响了杨树人工林的经济效益、 生态效益和社会效益的发挥^[2]。所以，如何提高杨树人工林生产力，怎样调控杨树人工林结构和密度等诸多问题被提上日程，急需解决。

随着经济社会的发展，人类对自然环境的干扰日趋严重，如汽车尾气排放、工厂排放、滥砍滥伐等人类活动，导致低层大气中温室气体的浓度不断升高，温室气体带来温室效应，其造成的气候变暖已成为当今全球性的环境问题。温室气体指大气中能够吸收地标红外辐射的气体，在农林生态系统中温室气体主要是二氧化碳(co₂)、氧化亚氮(n₂o)、甲烷(ch₄)。杨树人工林作为世界中纬度平原地区栽培面积最大的人工林之一，除作营造防护林或用材林外，杨树人工林在吸收、固定二氧化碳，增加碳汇，有效降低大气中温室气体浓度、减缓气候变暖起着重要的作用。

综上，本研究目的是为探究无性系和密度对杨树人工林温室气体排放的影响提供科学依据。

2. 国内外研究现状分析

1、杨树人工林背景

我国杨树人工林总面积已达700万hm²，位居世界第一。杨树具有生长快、成材早、产量高、易于更新等特点使其成为我国重要的速生丰产林和短周期工业用材林首选树种，也是世界人工林发展的重要三大速生树种之一，但杨树人工林的产量和质量还有待提高，尤其是对于杨树人工林环境改良功能方面的认识还有诸多不足。目前杨树人工林多为同林龄纯林、短轮伐期和经营集约化，在组成、结构和功能都非常简单，造成生物多样性的损失和土壤肥力的下降^[3]。国内外杨树栽培研究仍主要集中在如何通过适地适无性系、密度控制、施肥技术、种植技术、整地技术、杂草控制及萌芽产等技术来提高杨树各类人工林的生物生产力，从而优化出基于不同经营目的的栽培模式^[4-6]。江波、袁位高等^[7]通过在浙江省富阳市建设村、何埭、石羊、江丰、 桐庐县七里垅、姚村、分水、窄溪, 上虞市七六丘等地选择代表性的江河滩地营建各类杨树试验示范林研究，总结出河滩潮土资源、滨海盐土和潮滩盐土都呈沙性, 普遍具有土层深厚、透气性好、地下水位丰富的特点, 是发展杨树的理想场所。原用于农作物的低产滩涂地和结合平原农田防护林建设用地,为大面积杨树大径材产业化栽培提供了极大的潜力。

2、杨树无性系与林分密度研究

3. 研究的基本内容与计划

本课题以江苏省宿迁市泗洪县陈圩林场9年生三种杨树无性系（南林-95杨、南林-895杨、南林-797杨）及四种密度（4.5 m 8 m、3 m 8 m、5 m 5 m、6 m 6 m）为研究对象，通过对杨树人工林土壤温室气体排放通量的测定，进行比较分析，以选择出最适宜无性系及密度在吸收、固定二氧化碳，增加碳汇上发挥重要作用，提高杨树人工林生产力。

研究内容主要包括：

（1）不同无性系杨树人工林土壤温室气体排放的差异分析；

4. 研究创新点

杨树人工林土壤活性有机碳组分及土壤温室气体排放相关研究甚少，本研究将土壤活性有机碳组分与温室气体排放有机结合起来，从多方面多角度为提高杨树人工林生产力、探究杨树人工林土壤肥力提供科学依据。