崇明东滩湿地生态系统温室气体排放及机制研究
  • 【DOI】

    10.7666/d.y895601

  • 【摘要】

    本文以崇明东滩为主要研究区域,对长江口滨岸湿地的三种主要温室气体排放做初步探索,研究了温室气体CH4、N2O和CO2在崇明湿地排放的时间变化、空间分布及其影响因子。研究开展于三种时间尺度,即生长季、昼夜、潮周期,和海陆方向上的四个采样区域,即围垦湿地、高潮滩、中潮滩、低潮滩。在生长季尺度下,崇明湿地CH4、N2O和CO2表现为排放源,平均通量分别为101.36μgCH4·m-2·h-1、1.74μ... 展开>>本文以崇明东滩为主要研究区域,对长江口滨岸湿地的三种主要温室气体排放做初步探索,研究了温室气体CH4、N2O和CO2在崇明湿地排放的时间变化、空间分布及其影响因子。研究开展于三种时间尺度,即生长季、昼夜、潮周期,和海陆方向上的四个采样区域,即围垦湿地、高潮滩、中潮滩、低潮滩。在生长季尺度下,崇明湿地CH4、N2O和CO2表现为排放源,平均通量分别为101.36μgCH4·m-2·h-1、1.74μgN2O·m-2·h-1和547.21mgCO2·m-2·h-1。在昼夜尺度下,CO2和CH4通量的日变化表现为夜排放大于昼排放,而N2O的排放高峰出现在下午时段。CO2和CH4的日通量都与15cm地温有密切关系,反映了二者在一定程度上共同受15cm处发生的微生物地球化学反应影响。在潮周期尺度下,温室气体通量依然有明显的时间规律,但与更大的尺度不同,其更多地受水分条件及其造成的氧化—还原转换制约。CH4和N2O在潮暴露初期表现为排放,后期变为吸收,CO2正好相反。低潮滩潮暴露期间排放的N2O可能主要来自于反硝化过程。 CH4在高潮滩的排放量最大,围垦湿地和中潮滩排放相对较少,低潮滩则是微量吸收;N2O只在围垦湿地有明显排放,高、中、低潮滩均是吸收多于排放,且越靠近海端,吸收值越大;CO2在有植物的围垦湿地、高潮滩和中潮滩出现大量排放,而在低潮滩为微量的吸收。估算结果显示,崇明东滩湿地生态系统CH4、N2O和CO2在生长季排放总量分别为5.1×107g、1.0×105g、1.7×1011g。CH4排放量与各温度之间存在极显著的高斯相关性,CO2排放量与各温度之间呈显著及以上线性正相关关系,N2O排放量与气温呈显著线性正相关关系。半月平均降水量与CH4排放有较好的线性正相关,降水对N2O和CO2排放影响不明显。土壤剖面理化性质如Eh、含水率、有机质、NH4+、SO42-等影响温室气体排放。植物在温室气体传输中有重要作用,割除海三棱藨草后,CH4和CO2通量都有一定的增加,N2O通量减少。割除芦苇后,三种温室气体通量均有明显增加。潮汐作用深刻地影响着潮滩沉积物营养物质和环境要素的迁移转化及变动,从而导致温室气体产生、消耗及排放的明显变化。 土地利用方式/覆被变化包括水文条件、田间管理方式等在内的人为活动干预,是影响温室气体排放的重要原因之一。从高潮滩转变为围垦湿地,CH4通量从538.0μg·m-2·h-1减少到44.5μg·m-2·h-1;N2O通量从-1.4μg·m-2·h-1增加到8.4μg·m-2·h-1;CO2通量从661.6mg·m-2·h-1增加到1018.8mg·m-2·h-1。 DNDC模型对崇明湿地CH4通量模拟值与实测值在同一数量级上,但对N2O和CO2通量模拟与实测值偏差较大。这可能是因为DNDC作为农业生态系统导向的模型,对滨岸湿地的特有自然条件和生物地球化学过程反映程度不够高。 收起<<

  • 【作者】

    汪青 

  • 【学科专业】

    自然地理学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    华东师范大学

  • 【导师姓名】

    刘敏,许世远

  • 【学位年度】

    2006

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    崇明东滩地区  湿地生态系统  温室气体排放  排放机制