本书是“中国陆地生态系统碳收支研究”丛书的一个分册。本书基于全国3600余个灌丛样方调查资料，针对灌丛生态系统碳收支研究领域的热点和空白，分析了中国灌丛植被的分布格局及其控制因素，系统论述了中国灌丛生态系统全组分碳密度的分布格局及其与环境的关系，在此基础上，采用尺度推演和模型模拟手段估算了中国灌丛生态系统碳库现状、固碳速率与潜力，并按照自然分区详述了温带暖温带灌丛、热带亚热带灌丛和西南山地灌丛的碳循环特征。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 灌丛生态系统 1
1.2 研究现状 1
1.3 存在的问题 2
1.4 研究思路 3
1.5 主要研究内容 4
1.5.1 灌丛及其生物多样性的分布格局 4
1.5.2 碳、氮、磷化学计量 4
1.5.3 碳储量 4
1.5.4 固碳速率与潜力 5
1.5.5 碳循环影响机制 5
1.6 术语 5
第2章 中国灌丛生态系统固碳现状调查 7
2.1 样地布设 7
2.1.1 布设原则 7
2.1.2 调查范围及划分 7
2.1.3 调查网格划分与样地数量 8
2.2 样地设置 9
2.2.1 样地选择及设置 9
2.2.2 群落调查表及说明 10
2.2.3 群落和土壤剖面照片 11
2.2.4 样地环境因子调查 11
2.3 样地调查与取样 11
2.3.1 植物群落调查 13
2.3.2 地上生物量调查 14
2.3.3 地下生物量调查 17
2.3.4 凋落物调查 17
2.3.5 土壤调查 18
2.3.6 特殊问题的处理 20
2.3.7 灌丛氮添加实验方案 20
2.4 实验室分析 22
2.4.1 样品的制备 22
2.4.2 土壤容重、砾石含量、pH 24
2.4.3 植物和土壤全碳、全氮 24
2.4.4 植物和土壤全磷含量 25
第3章 中国灌丛生物多样性分布格局及其控制因素 26
3.1 中国主要灌丛类型及其分布 26
3.2 中国主要灌丛分布的气候限制 28
3.3 灌丛植物物种丰富度的空间格局 32
3.3.1 物种丰富度的地理格局 32
3.3.2 物种丰富度与环境因子的关系 34
3.3.3 物种丰富度空间格局的控制因素 35
第4章 中国灌丛生态系统碳储量 38
4.1 中国灌丛生态系统面积及分布 38
4.2 中国灌丛生态系统碳密度分析 39
4.2.1 分省区市碳密度分析 39
4.2.2 不同灌丛类型碳密度分析 40
4.3 中国灌丛生态系统碳储量分配格局 42
4.3.1 分省区市碳储量分配 42
4.3.2 不同灌丛类型碳储量分析 44
4.4 灌丛对中国陆地生态系统碳储量的贡献 45
第5章 中国灌丛生态系统植被固碳速率与潜力 46
5.1 中国灌丛生态系统植被固碳速率遥感反演方法 46
5.2 中国灌丛生态系统的固碳现状和速率 48
5.2.1 中国灌丛生态系统的固碳现状 48
5.2.2 中国灌丛生态系统的固碳速率 49
5.3 中国灌丛生态系统的固碳潜力 51
5.4 讨论 52
5.4.1 中国灌丛生态系统固碳速率与气候因子的关系 52
5.4.2 中国灌丛生态系统固碳速率遥感反演中的不确定性 53
第6章 温带暖温带灌丛多样性及其分布格局 54
6.1 温带暖温带主要灌丛类型 54
6.2 温带暖温带主要灌丛分布的气候限制 55
6.3 温带暖温带常见灌丛的物种组成 59
6.4 温带暖温带灌丛植物多样性的分布格局及其与环境的关系 61
6.5 温带暖温带灌丛植物多样性与生物量的关系 67
第7章 温带暖温带灌丛生物量分布格局及其与环境的关系 69
7.1 植被生物量密度 69
7.2 生物量地下-地上及叶-枝分配格局 71
第8章 温带暖温带常见灌木氮、磷含量及其影响因素 75
8.1 各器官氮、磷含量统计 75
8.2 各器官氮、磷含量的地理格局及其与环境的关系 77
8.2.1 各器官氮、磷含量的地理格局 77
8.2.2 各器官氮、磷含量与环境因子的关系 78
8.2.3 各器官之间氮、磷含量的关系 83
8.3 各器官氮、磷含量与系统进化的关系 86
8.4 群落叶氮、磷含量的差异及其影响因子 89
第9章 温带暖温带灌丛生态系统氮、磷密度及其与环境的关系 91
9.1 温带暖温带灌丛生态系统氮、磷密度 91
9.2 温带暖温带灌丛生态系统氮、磷密度与环境的关系 92
9.3 温带暖温带灌丛生态系统氮、磷储量 96
第10章 温带典型灌丛生态系统碳循环及其对氮添加的响应 97
10.1 研究地点 97
10.2 温带典型灌丛生长及其对氮添加的响应 98
10.2.1 灌木基径、株高及生物量生长对氮添加的响应 98
10.2.2 凋落物产量对氮添加的初期响应 100
10.3 温带灌丛生态系统呼吸及其对氮添加的响应 103
10.3.1 土壤总呼吸季节变化及其对氮添加的响应 103
10.3.2 土壤异养呼吸对氮添加的响应 106
10.3.3 土壤自养呼吸对氮添加的响应 109
10.3.4 土壤呼吸年通量对氮添加的响应 109
10.3.5 灌丛地上部分净初级生产力对氮添加的响应 111
10.4 温带典型灌丛凋落叶分解对氮添加的响应 113
第11章 亚热带灌丛分布格局及其控制因素 116
11.1 亚热带灌丛分类 116
11.1.1 低山丘陵灌丛 116
11.1.2 石灰岩山地灌丛 120
11.1.3 亚高山中山山地灌丛 122
11.2 亚热带灌丛分布格局的控制因素 125
11.2.1 环境驱动因素 125
11.2.2 环境变化对灌丛的潜在影响 128
第12章 亚热带灌丛植物多样性及其分布格局 129
12.1 物种组成和区系 129
12.1.1 维管植物组成 129
12.1.2 维管植物区系 133
12.2 生活型组成及影响因子 134
12.2.1 亚热带灌丛植物生活型谱 134
12.2.2 生活型的地理格局 134
12.3 物种丰富度格局 136
12.4 物种丰富度的影响因素 138
12.5 环境因子对物种丰富度空间变异的贡献 140
第13章 中国亚热带灌木碳、氮、磷含量及其影响因素 145
13.1 不同器官的碳、氮、磷含量 146
13.2 不同器官间碳、氮、磷含量的关系 150
13.3 气候、土壤和物种因素对各器官碳、氮、磷含量的影响 156
第14章 热带、亚热带常见灌丛生物量分布格局 161
14.1 热带、亚热带常见灌丛生物量的地理分布及其与环境的关系 161
14.2 热带、亚热带常见灌丛地下-地上生物量分配格局 165
14.3 热带、亚热带常见灌丛凋落物现存量 169
第15章 亚热带典型灌丛碳循环过程及其机制研究 174
15.1 中国亚热带典型灌丛生物量现存量及其碳密度估算 175
15.1.1 灌木层生物量及其在不同器官和物种间的分配 175
15.1.2 群落生物量及其在不同层片间的分配 176
15.1.3 群落生物量碳密度的估算 179
15.2 中国亚热带典型灌丛土壤呼吸及其对氮添加的响应 180
15.2.1 氮添加对根系生物量生长的影响 180
15.2.2 氮添加对土壤呼吸季节动态和通量的影响 181
15.2.3 土壤呼吸与土壤温度和含水量的关系 182
15.3 中国亚热带典型灌丛凋落物及其对氮添加的响应 184
15.3.1 氮添加对凋落物产量的影响 184
15.3.2 氮添加对凋落叶分解的影响 187
第16章 西南山地灌丛分布格局及其控制因素 191
16.1 西南山地灌丛的分类体系 191
16.1.1 按照《中国植被》的分类系统 191
16.1.2 按照《中国植被及其地理格局》的分类系统 198
16.1.3 本研究中的分类情况 199
16.2 西南山地主要灌丛类型及分布 200
16.2.1 西南山地主要灌丛类型 200
16.2.2 西南山地主要灌丛分布 210
16.3 西南山地主要灌丛分布的气候限制因子 214
16.3.1 河谷灌丛分布的气候条件 215
16.3.2 山地灌丛分布的气候条件 216
16.3.3 亚高山灌丛分布的气候条件 217
16.3.4 高山灌丛分布的气候条件 217
16.3.5 高原荒漠灌丛分布的气候条件 217
第17章 西南山地灌丛生物量分布格局 218
17.1 西南山地常见灌木的生物量方程 218
17.1.1 生物量方程 218
17.1.2 常见灌丛生物量 221
17.2 西南山地常见灌丛生物量的地理分布及其与环境的关系 227
17.2.1 西南山地灌丛平均灌木层、草本层及总生物量 227
17.2.2 西南山地灌丛生物量分布格局 227
17.2.3 西南山地4种灌丛类型生物量及其与环境因子的关系 229
17.3 西南山地常见灌丛地上/地下生物量分配及其与环境因子的关系 231
17.3.1 西南山地常见灌丛地上/地下生物量分配 231
17.3.2 西南山地灌丛生物量分配的分布格局 231
17.3.3 西南山地4种灌丛类型生物量地上/地下分配及其与环境因子的关系 233
第18章 西南山地灌丛土壤有机碳分布格局 236
18.1 西南山地灌丛土壤有机碳含量的分布格局 236
18.1.1 土壤有机碳含量的分层分布 236
18.1.2 土壤有机碳含量的区域分布 237
18.1.3 土壤有机碳含量的类型分布 237
18.1.4 土壤有机碳含量的海拔分布 240
18.2 西南山地灌丛土壤有机碳密度的分布格局 242
18.2.1 土壤有机碳密度的区域分布 242
18.2.2 土壤有机碳密度的类型分布 243
18.2.3 土壤有机碳密度的海拔分布 245
18.3 西南山地灌丛土壤有机碳密度与环境的关系 246
18.3.1 土壤有机碳密度与环境因子的相关性 246
18.3.2 不同灌丛类型土壤有机碳密度与年平均气温的关系 247
18.3.3 不同灌丛类型土壤有机碳密度与年平均降水量的关系 248
18.3.4 不同灌丛类型土壤有机碳密度与干旱侦测指数的关系 248
第19章 西南山地灌丛生态系统碳密度和碳储量的分布格局 251
19.1 西南山地灌丛生态系统碳密度 251
19.1.1 主要灌丛群系的生态系统碳密度 251
19.1.2 4种灌丛类型生态系统碳密度 258
19.2 西南山地4种灌丛碳储量 259
19.3 西南山地灌丛碳密度与环境的关系 261
19.3.1 西南山地灌丛生态系统不同组分碳密度与海拔、经度和纬度的关系 261
19.3.2 西南山地灌丛生态系统不同组分碳密度与气候要素的关系 262
第20章 西南山地典型灌丛碳循环过程 264
20.1 西南山地典型灌丛的光合作用 264
20.1.1 施氮对灌丛叶面积指数的影响 265
20.1.2 施氮对灌丛单位叶面积净光合速率的影响 265
20.2 西南山地典型灌丛的凋落物产量与分解过程 266
20.2.1 凋落物产量 266
20.2.2 凋落物分解对施氮处理的响应 267
20.2.3 凋落物分解途径的土壤碳输入量估算 268
20.3 西南山地典型灌丛的细根生物量与分解过程 269
20.3.1 施氮对细根生物量及周转率的影响 269
20.3.2 细根残留率与分解系数 271
20.3.3 细根分解途径的土壤碳输入量 273
20.4 西南山地典型灌丛的土壤呼吸作用 273
20.4.1 施氮对土壤呼吸季节变化的影响 273
20.4.2 土壤呼吸组分与温度的相关性 275
20.4.3 施氮对土壤排放CO2通量的影响 276
20.4.4 土壤呼吸与土壤温度、含水量的相关性 277
20.5 西南山地典型灌丛生态系统碳库 279
参考文献 281
附录：书中出现的植物名录 300
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