1. 研究目的与意义
随着工业革命的发展，人类燃烧大量的煤、石油、天然气和树木，产生二氧化碳和甲烷进入大气后，产生了温室效应导致全球气温上升，上个世纪全世界的平均气温大约攀升了0.6c。全球气候变暖对全球自然生态系统和经济社会发展产生大量影响，所造成的危害不分地域、国家和种族，是全人类共同面临的生存难题，已成为地球人的共识和共同话题。
森林生态系统是陆地生态系统的主体，它储存了陆地生态系统77%~98%的有机碳。森林生态系统的碳储量是研究森林生态系统与大气件碳交换的基本参数，也是估算森林生态系统向大气吸收和排放含碳气体的关键因子。作为全球气候系统的重要组成部分，森林在陆地生态系统碳循环研究中占有十分重要的作用。一方面，森林的生长可以从大气中吸收和固定大量的碳，是大气中co2的一个重要碳汇;另一方面，森林采伐利用会使原先已固定的碳释放，又可成为大气中co2的一个重要碳源。因此，森林是陆地生态系统最大的碳储库。
我国人工林面积快速增加。人工林在生物量及co2吸收和固定等方面的作用越来越得到重视中国是人工林保存面积和年新增面积第一大国,现存人工林面积4666.69万hm2,占全国有林地面积的30.38%。当前,我国正以极高的造林速度发展,2040年森林覆盖率将达27.38%。其中，杨树以其生长快、适应性强的生态学特点,广泛应用于我国的人工林栽培中。我国在杨树选育和营林方面做了大量的工作,去得了可喜的成绩,杨树人工林总面积已达700多万公顷,居世界第一,超过了其他国家杨树人工林面积的总和。但是,由于长期以来缺乏科学理论的指导和实用的可持续经营技术,过分的追求短期的生产力和经济利益,导致人工林面积不断扩大而质量却明显下降的矛盾,许多人工林存在着诸如病虫害严重,地力衰退,生物多样性下降等问题,这些问题影响着人工林碳汇的功能。因此,因而人工林经营与管理成为当前全球变化减缓研究中的热点之一。
2. 国内外研究现状分析
二十世纪九十年代，国外对森林生态系统碳储量的研究率先展开。dixon等（1994)研究估计全球森林生态系统储存了1146pg(1pg=1015g)的碳,其中51%的碳储存在中低纬度的森林中。lacelle(1997)根据加拿大1：100万数字化土壤图建立了以土壤碳含量为属性信息的空间数据库,估算出该国1m土层厚度的有机碳库量为262.3gt，其中表层土壤有机碳储量为72.8gt。kurt等（2004)的研究认为森林生态系统npp及nep在中龄林时达到最大值,其后会缓慢降低,而生态系统各部分的碳储量却会一直随林分年龄的增加而增大。
国内，王效科（2001）基于第三次森林清查资料，估算了中国森林植被碳储量和碳密度，从某一时间断面上反映了中国森林对全球碳循环的影响。赵敏（2004）基于第四次森林清查资料，估算了中国森林植被碳储量和碳密度。方精云等（2001）基于中国近50年来的森林资源清查资料对中国森林植被碳库及其变化作了大尺度的研究探讨。徐新良等（2007）根据第六次森林清查资料计算了19732003年中国各省区的森林总碳储量和平均碳密度中国森林面积和碳储量，总体上随着时间的推移（20世纪70年代初期到80年代初期除外)，中国森林面积和碳储量都呈现出增长趋势，森林面积从20世纪70年代初期的1.08108hm2增加到2003年的1.43108hm2，森林植被碳储量由3.8488pgc增加到5.5064pgc。近年来，很多省份也开始对本省份的森林碳储量及固碳能力展开了研究。孙世群等(2008)对安徽省不同类型乔木林固碳能力进行了研究。结果表明，不同林种乔木固碳能力依次为：用材林不同林种乔木固碳能力依次为：用材林﹥薪炭林﹥特种用途林﹥防护林；不同发育阶段乔木林固碳能力依次为：幼龄林﹥中龄林﹥近成熟林﹥成熟林﹥过成熟林；不同优势树种组乔木林固碳能力依次为：针叶林﹥阔叶林﹥针阔混交林。樊登星等（2008）利用全国森林资源清查资料,依据建立的不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算了北京市不同时段的森林生物量和碳储量,并分析其动态变化特点。采用的是经典的材积源生物量法估算森林生物量.叶金盛等（2010）根据广东省19882007年5期森林资源连续清查数据资料,采用生物量转换因子连续函数法,对广东省近20年来森林植被的碳储量、碳密度及其动态变化进行了分析研究。结果表明:20年来,广东森林植被在碳循环中一直发挥着碳汇作用,森林植被碳储量从15297.51104t增加到21555.19104t,年均增加329.35104t,增长率为1.79%；阔叶林为最主要贡献者,其碳储量增量占森林总碳储量增量的68.95%。
以往我国多是基于国家尺度对全国森林碳贮量进行估算或是对单个省或者地州县的森林碳储量进行分析。随后又出现了对林业部重点工程区的碳密度和碳储量方面的研究。张林等（2009）基于八五期间长江中上游流域各省的森林资源调查资料,结合经典的材积源生物量法估算了长江中上游防护林体系生物量碳密度和碳储量,并根据不同树种生物量-生产力回归关系推算了该地区当前的固碳潜力。邢尚军等（2009）采用实地调查的方法,对黄河三角洲不同人工林分的碳汇效应进行了初步研究,研究结果表明,不同林分碳汇作用存在较大差异，顺序为:白蜡林刺槐林榆林臭椿林国槐林草地；森林生态系统的碳汇作用包括乔木、草本和土壤的碳汇量,其中乔木和土壤的碳汇量占总碳汇量的绝大部分。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1.采用大田试验与实验室测定分析相结合的方法，分析不同龄级速生杨树林分的根、枝、干、叶等器官的碳储量。
2.探讨单株植物的固碳量随生长进程的动态变化规律。
4. 研究创新点
1、建立杨树人工林碳储量的时空分布方程：C乔木层=F（T）（C乔木层：乔木层碳库；T：月平均温度）
2、结合土壤层（深度1m）有机碳储量分析结果，明晰全球气候变化对杨树人工林生态系统整体碳储量的影响。
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