【摘要】：濱海濕地由于具有較高的初級生產(chǎn)力、較高碳埋藏速率以及較低的有機質(zhì)分解速率,被稱為緩解全球變暖重要的“藍色碳匯”。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的重要組成部分,濱海濕地土壤碳排放(土壤CO_2和CH_4排放)的變化將直接影響大氣中溫室氣體的濃度,進而加速或減緩全球氣候變暖。全球氣候變暖改變了全球水循環(huán),使全球降雨年際和年內(nèi)變異增大,其中主要包括降雨量、降雨強度、降雨頻率、降雨的季節(jié)分配等模式的變化。尤其是降雨量變化,對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程與功能產(chǎn)生了深刻的影響。盡管以往有較多學者在荒漠、草原、森林生態(tài)系統(tǒng)探究了降雨量、降雨頻率、降雨強度及降雨的季節(jié)分配的改變對生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程和功能的影響,卻很少有人研究降雨變化對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程和功能的影響。降雨量變化能通過改變?yōu)I海濕地土壤水鹽運移,影響濱海濕地土壤碳排放。但現(xiàn)階段關于降雨量變化對濱海濕地土壤碳排放影響機制研究還具有較多不確定性。為了探究降雨量變化對濕地土壤碳循環(huán)過程與功能的影響,本研究在黃河三角洲非潮汐濕地生態(tài)系統(tǒng),主要通過野外控制降雨的方法分別模擬減少降雨和增加降雨處理,來研究降雨量變化對黃河三角洲非潮汐濕地土壤溫度、土壤鹽度、植被生長發(fā)育、植被生物量、土壤呼吸(土壤CO_2排放)、土壤CH_4排放等指標的影響。試驗共包括6種降雨處理:減雨60%、減雨40%、對照60%、對照40%、增雨40%、增雨60%,每種處理四個重復。通過連續(xù)兩年(2017-2018年)對濕地土壤環(huán)境因子的連續(xù)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)增雨顯著降低了土壤溫度和土壤鹽度,而減雨相應地增加了土壤溫度和土壤鹽度。同時通過定期開展植被調(diào)查試驗,發(fā)現(xiàn)降雨量變化顯著影響濕地植被生長發(fā)育、生物量等生物因子。增雨顯著提高了濕地植被物種多樣性指數(shù)、物種豐富度指數(shù)和植被覆蓋度;而減雨顯著降低了濕地植被覆蓋度。對于植被生物量,增雨顯著提高了植被地下生物量,但顯著降低了植被地上生物量;減雨顯著降低了植被地上生物量,在2017年顯著提高了植被地下生物量,但在2018年對植被地下生物量無顯著影響。同時通過對濕地土壤呼吸進行周期性測定,發(fā)現(xiàn)增雨顯著提高了濕地年平均和非淹水期土壤呼吸;減雨顯著降低了濕地非淹水期土壤呼吸,且隨著降雨處理年份的增加,濕地土壤呼吸對降雨處理的響應逐漸增強。在濕地淹水期,不同降雨處理下土壤呼吸無顯著變化,同時地表淹水顯著抑制了濕地土壤呼吸。此外,通過對濕地土壤CH_4排放進行周期性測定,結果發(fā)現(xiàn),在非淹水期,減雨顯著降低了濕地土壤CH_4排放。而在淹水期,濕地地表淹水顯著提高了土壤CH_4排放,同時濕地土壤CH_4排放隨著地表水深的升高而逐漸增加。研究結果指出,增雨通過降低濕地土壤鹽度、提高植被覆蓋度,顯著提高了濕地土壤呼吸;減雨通過加重濕地土壤干旱和鹽脅迫、降低植被覆蓋度,顯著降低了濕地土壤呼吸;地表淹水通過形成厭氧環(huán)境,顯著抑制了濕地淹水期土壤呼吸。同時,在非淹水期,減雨通過降低土壤濕度,提高土壤鹽度,降低濕地植被地下生物量和覆蓋度,顯著降低了濕地土壤CH_4排放。而在淹水期,濕地地表淹水形成厭氧環(huán)境,提高甲烷菌活性,顯著提高了濕地土壤CH_4排放。我們的研究結果表明,降雨變化通過改變?yōu)I海濕地土壤水鹽運移,影響植被生長發(fā)育和生物量分配策略,進而影響濱海濕地土壤碳排放過程。本研究揭示了降雨量變化通過改變土壤鹽度,影響植被生長發(fā)育和生物量分配,進而影響濕地土壤碳排放的內(nèi)在機制,強調(diào)了土壤鹽度在濱海濕地土壤碳循環(huán)過程與功能中的重要作用,對全面認識降雨量變化對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要意義。但降雨量變化對濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響機制是多方面的,降雨量變化不僅能通過改變土壤理化性質(zhì)、植被生長發(fā)育和生物量分配等影響濕地土壤碳排放,降雨量變化還能通過改變植被光合作用的光合產(chǎn)物向地下的分配,影響土壤有機碳輸入,改變土壤微生物群落結構,影響濕地土壤碳排放。因而未來在全球變化背景下,進一步開展降雨量變化對濕地土壤碳排放影響的微生物機制和降雨量變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)碳分配策略的影響研究,對探究濱海濕地土壤碳排放對降雨量變化響應的內(nèi)在機制具有十分重要的意義。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S154.1;P426.62
【圖文】：

圖 1-1 土壤水分(a)及降雨引起的土壤水分改變(b)對土壤呼吸的影響示意圖[74]e effect of Changes of soil moisture (a) and precipitation-induced changes of soil morespiration[74]雨造成的土壤飽和或淹水對土壤 CH4排放的影響現(xiàn)，由于 CH4較強的吸收長波輻射能力，CH4的增溫潛力是

研究技術路線

【參考文獻】

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本文編號：2733620