小興安嶺是我國主要山區(qū)濕地分布區(qū)之一,區(qū)內(nèi)有草叢沼澤、灌叢沼澤和森林沼澤等多種沼澤濕地類型,因此,在我國濕地研究中占有重要地位。本文以小興安嶺山區(qū)7種沼澤濕地類型:苔草(Carex schmidtii)沼澤、灌叢(Betula ovalifolia)沼澤、毛赤楊(Alnus sibirica)沼澤、白樺(Betula platyphylla)沼澤、落葉松(Larix gmelinii)-苔草沼澤、落葉松-蘚類(moss)沼澤和落葉松-泥炭蘚(Sphagnum spp.)沼澤為研究對象,利用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法,研究兩個生長季內(nèi)沼澤濕地在自然狀態(tài)下甲烷排放通量的時間和空間變化規(guī)律及其主要影響因素,以及草叢和灌叢沼澤在排水造林干擾、森林沼澤在采伐干擾方式下,沼澤甲烷通量的變化。結果表明: (1)小興安嶺沼澤甲烷通量無統(tǒng)一的日變化規(guī)律,且與溫度和水位這兩個環(huán)境因子的相關性較弱。7個沼澤類型中,僅毛赤楊沼澤和白樺沼澤甲烷通量峰值在不同季節(jié)出現(xiàn)時間大致相同,且都為單峰曲線;苔草沼澤、灌叢沼澤和落葉松-泥炭蘚沼澤甲烷通量的峰值在不同季節(jié)出現(xiàn)的時間不同,多數(shù)為單峰曲線;落葉松-苔草沼澤和落葉松-蘚類沼澤甲烷通量速率較小,多數(shù)時間吸收甲烷,沒有明顯的日變化規(guī)律。 (2)小興安嶺沼澤甲烷通量的季節(jié)排放峰值基本都出現(xiàn)在夏季和秋季,而在春季和秋末,甲烷通量始終較低。溫度對沼澤甲烷通量季節(jié)變化影響較大,但受到水位的限制,水位較高的沼澤類型甲烷通量的季節(jié)變化與溫度相關性較好,而水位較低的沼澤類型甲烷通量的季節(jié)變化與溫度相關性不好。 (3)苔草沼澤、灌叢沼澤、毛赤楊沼澤和白樺沼澤的甲烷通量在兩個生長季之間的差異較大,2008年生長季平均甲烷通量(19.88-820.22mg·m~(-2)·d~(-1))是2007年(0.64-44.56mg·m~(-2)·d~(-1))的5-31倍;落葉松-泥炭蘚沼澤2007年為大氣甲烷的較大排放源(56.08mg·m~(-2)·d~(-1)),而2008年為大氣甲烷的匯(-0.19mg·m~(-2)·d~(-1));而落葉松-苔草沼澤和落葉松-蘚類沼澤在兩個生長季之間沒有顯著差異。年際間平均水位的差異,以及年際間水位季節(jié)波動的差異,是小興安嶺沼澤甲烷通量年際間差異的主要影響因素。 (4)小興安嶺沼澤甲烷通量的空間變異性非常大,苔草沼澤和毛赤楊沼澤為較高的甲烷排放源,落葉松-泥炭蘚沼澤、白樺沼澤和灌叢沼澤為較低的甲烷排放源,而落葉松-苔草沼澤和落葉松-蘚類沼澤為大氣甲烷的弱匯,兩個生長季的平均通量依次為:456.63mg·m~(-2)·d~(-1)、239.39mg·m~(-2)·d~(-1)、26.19mg·m~(-2)·d~(-1)、10.86mg·m~(-2)·d~(-1)、6.49mg·m~(-2)·d~(-1)、-0.69mg·m~(-2)·d~(-1)和-1.42mg·m~(-2)·d~(-1)。水位和草本植物生物量的差異共同導致小興安嶺沼澤甲烷通量的空間變異性,水位和草本植物生物量較高的地點甲烷通量也較高,相反,水位和草本植物生物量很低的類型甲烷通量較低。溫度可能也會對沼澤甲烷空間變化有一定的影響,但作用小于水位和植被。此外,爆發(fā)式通量對沼澤甲烷通量空間變化的影響也很大。用草本植物生物量預測不同沼澤類型間甲烷通量的差異,比用喬木和灌木生物量預測的效果好。 (5)水位下降時部分沼澤類型(落葉松-泥炭蘚沼澤)會產(chǎn)生爆發(fā)式通量現(xiàn)象,這對沼澤甲烷通量的日變化、季節(jié)變化、年際變化以及空間變化都有較大的影響,同時,也會影響沼澤甲烷通量時空變化規(guī)律與環(huán)境因子的相關性,因此在觀測和估計甲烷通量時不能將其忽略。 (6)東北山區(qū)沼澤生長季甲烷排放量和年甲烷排放總量分別為1.49 Tg和1.56Tg,為我國天然沼澤甲烷排放量最大的區(qū)域。 (7)天然沼澤排水造林后,甲烷通量大大降低。天然苔草沼澤和灌叢沼澤為大氣甲烷排放源,10年的落葉松人工林仍為甲烷的排放源,但排放量相對較低,為天然灌叢沼澤的約1/3,僅為天然苔草沼澤的約1/50,而20年的落葉松人工林轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄榈膮R。人工林內(nèi)排水溝仍為甲烷排放源,但排放通量大大降低,而造林壟臺僅有微弱甲烷排放或轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄榈膮R。沼澤排水造林引起的水位下降和維管植物減少是導致甲烷排放量減少的主要原因。排水溝相對面積減少也會導致人工林甲烷排放速率降低。 (8)擇伐和皆伐都導致3個類型的森林沼澤作為大氣甲烷匯的功能降低,或者由大氣甲烷的匯轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄榈脑础＿@主要是由于采伐后溫度和水位發(fā)生變化,二者的共同作用導致采伐后森林沼澤甲烷通量的變化。在有必要對森林沼澤的樹木資源進行利用時,為減少甲烷氣體的排放,應該盡量避免進行皆伐,只能進行適當?shù)膿穹ァ?br> 【學位單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：X37

【引證文獻】

相關期刊論文 前2條

1 劉夏;牟長城;周文昌;包旭;;采伐對小興安嶺森林沼澤土壤碳質(zhì)量分數(shù)和碳密度的影響[J];東北林業(yè)大學學報;2013年01期

2 楊平;仝川;;不同干擾因素對森林和濕地溫室氣體通量影響的研究進展[J];生態(tài)學報;2012年16期

相關博士學位論文 前1條

1 沙晨燕;不同類型河濱濕地甲烷和二氧化碳排放的研究[D];華東師范大學;2011年

相關碩士學位論文 前1條

1 劉夏;采伐對小興安嶺落葉松沼澤土壤碳、氮儲量影響研究[D];東北林業(yè)大學;2012年

本文編號：2822080