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气候变暖作为全球变化的主要表现之一(IPCC,1991,1997,2001),已经成为一个不争的事实。根据IPCC的预测,CO2浓度和温室气体的共同作用将会导致全球平均气温每10年上升0.2℃(IPCC,2001)[1]。气候变暖将会导致一系列环境问题,如海平面上升、降水时空分布格局变化等,进而直接对人类赖以生存的地球环境产生影响。陆地生态系统碳循环作为CO2源和汇,与全球气候变化的关系密切而又复杂,是当前全球变化研究中的重点。本文以郑州东区为研究对象,对其内部典型生态系统的源/汇关系进行了系统研究,并对郑州东区各碳库碳储量进行了估算,为评价不同生态系统的环境效应提供理论依据。取得了如下主要结论:1.碳源/汇关系:(1)农田生态系统不同类型的农田生态系统对CO2的固定量有一定日变化差异,在夜间的11个小时内,各农田生态系统都是碳源,即净释放CO2。白天农田生态系统都是碳汇。研究表明玉米生态系统从9时到20时是碳汇,从21时起是碳源。玉米生态系统对CO2的净固定能力较水稻生态系统强,24小时净固定CO236.45g/m2。水稻生态系统土壤呼吸释放碳量很小,平均CO2呼吸排放速率为107 mg/(m2.h),24小时净固定CO222.75g/m2。(2)林地生态系统杨树生态系统在夜间的11个小时内,都是碳源,即净释放CO2。白天随着气温、光强等环境因素的变化,杨树生态系统由碳源转变为碳汇。杨树生态系统24小时净固定碳4.139 gCO2 / m2。柳树生态系统从19时到次日8时,为碳源,白天除13时为碳源,其他时刻均为碳汇。柳树生态系统24小时净固定CO2为6.90 g CO2/m2。2.碳库储量估算(1)根据研究可知,郑州东区整个生态系统年通过光合作用从外界大气中合成的碳量是11.6万t,植物呼吸释放到大气中的碳量每年为5.72万t,由此看来生态系统中植被合成的碳大部分通过呼吸作用释放到大气中去。年凋落物量2.19万t。植被同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物的形式释放到大气中去,碳蓄积只是很少一部分。(2)通过对碳现存量的研究发现,我们所研究的生态系统碳现存量为94.73万t,其中土壤碳现存量为80.07万t,绿化植被碳现存量为0.87万t,郊区农林系统碳现存量为13.79万t。郊区农林系统中林地碳现存量5.46万t,农作物8.33万t。土壤碳储量占总碳储量的84.5%,是碳主要存贮库,因此土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态变化。土壤碳储量的主要来源是凋落物,因此凋落物的量及其分解会直接影响到土壤碳的存储量。