中文摘要：

森林生态系统在维持全球碳平衡、调节气候变化方面具有非常重要的作用。毛竹是中国亚热带重要的森林资源，具有生长迅速和生物量积累快的特点，在碳固持方面具有独特的优势。然而，有关毛竹林生态系统的碳汇功能研究还比较缺乏。本项目借助植物生理学和生态系统生态学的研究方法，野外观测与室内实验相结合，拟通过对新造毛竹林与成熟毛竹林生态系统碳汇功能的比较研究，在揭示毛竹林生长过程中碳固持与释放的动态变化规律，以及环境影响因子的调节作用的基础上，采用chebyshev正交多项式构建毛竹林生态系统的碳汇估算模型；通过不同施肥处理和砍伐留养方式下毛竹林生态系统碳汇功能变化的研究，建立以单位面积毛竹林固碳最大化为标准的施肥与砍伐留养管理方案；研究结果为揭示陆地生态系统碳循环过程与调控机制提供基础资料，为全球碳交易提供技术贮备。

结论摘要：

毛竹是中国亚热带重要的森林资源，具有生长迅速和生物量积累快的特点，在碳固持方面具有独特的优势。本项目研究了毛竹林碳储量估算模型、毛竹笋爆发式生长过程中碳组分的变化特征、基于样地的毛竹林碳汇功能测定方法以及施肥及砍伐留养方式对毛竹林碳汇功能的影响，取得的主要研究结果如下 1. 基于Chebyshev正交多项式和非线性偏最小二乘算法思想构建了毛竹生物量统一模型，该模型精度高，估算生物量的离差平方和为1.638，模型决定系数R2=0.967，模型误差比传统方法降低了一个数量级。模型扩展性良好，可以适应于与生物量有关的任意p个因素。在次基础上，构建了毛竹碳储量估算模型。 2. 毛竹笋爆发式生长过程中碳组分的变化特征毛竹笋期积累的碳素主要以纤维素和半纤维素形式贮存于毛竹细胞壁中，促使竹笋生物量不断增加。毛竹植株碳形态主要以烷氧碳为主，约占植株总碳的70%。竹笋在生长过程中四种形态碳（烷基碳、烷氧碳、芳香碳和羰基碳）的相对比例无显著变化，毛竹笋在生长过程中植株碳形态较稳定。 3. 建立了基于样地的毛竹林碳汇功能测定方法选择代表性毛竹林样地，测定土壤呼吸速率年动态变化，在试验开始前和结束后，测定毛竹林植被碳贮量和土壤碳贮量，计算方法如下毛竹林年净固碳量 = 植被碳贮量年净增量 + 土壤碳贮量年净增量 - 0.6×土壤呼吸年碳排放总量。 4. 施肥对毛竹林碳汇功能的影响化肥施用显著增加毛竹林土壤CO2排放速率，且CO2排放速率随化肥施用量增加呈显著增加趋势。在此基础上，我们选择典型毛竹林样地，利用正交设计（三因素三水平）试验研究不同氮磷钾处理对土壤碳储量、植株碳储量及土壤呼吸速率的影响，寻求一种毛竹林碳汇功能最大化的施肥方案。结果表明（1）不同施肥处理下，毛竹林净固碳能力差异显著，变幅为9.42～11.84 t CO2 hm-2 a-1。（2）提升毛竹林碳汇能力的配肥方案施氮量为125 kg N hm-1、施磷量为40 kg P2O5 hm-1和施钾量为100 kg K2O hm-1。和不施肥处理相比，可以使毛竹林的净碳汇能力提高27.6%。 5. 砍伐留养方式对毛竹林碳汇功能的影响。砍伐措施显著增加了毛竹林土壤CO2排放。但砍伐对毛竹林植株碳贮量和土壤碳贮量影响不显著。