濕地被認(rèn)為是大氣中溫室氣體甲烷(CH4)的源,隨著全球變暖的加劇,濕地CH4的釋放日益受到關(guān)注。CH4的釋放是一個復(fù)雜的過程,受到眾多因素的影響,導(dǎo)致研究結(jié)果不一。特殊的水文周期和植被狀況使得河口區(qū)域的碳源/匯功能與內(nèi)陸濕地不同,并且河口區(qū)域作為海陸交匯處,在全球變化中起著重要的作用。盡管如此,有關(guān)河口濕地,特別是淡水河口濕地CH4釋放的研究并不多見。 本研究于2008年-2010年間,以長江口崇西濕地為研究對象,運用改進的靜態(tài)箱法探討了不同高程區(qū)域和植被分布狀況下CH4釋放的時空變異。分析了不同高程下淹水頻率對CH4釋放的影響,以及植被固定CO2和釋放CH4的作用。為河口生態(tài)工程提供減少濕地溫室氣體釋放的管理策略。同時,對比了崇西濕地營建林澤區(qū)形成木本沼澤后的CH4釋放變化。最后,通過分析崇西濕地固碳和釋碳的總體效果,探討崇西濕地的封碳效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下： (1)在崇西濕地按照高程的不同測定了CH4釋放的差異。通過分析有植物覆蓋區(qū)和無植被覆蓋區(qū)以及割除植被區(qū)的CH4釋放差異,探討植被對CH4的作用。結(jié)果表明,淡水河口濕地的CH4釋放呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)特征,最大值出現(xiàn)在夏季和夏末,最小值出現(xiàn)在初春和冬季。CH4釋放沿著高程的降低而增加,但是最低值出現(xiàn)在高程最低的光灘(0.438 g m-2yr-1)。高程區(qū)(HE)和中高程區(qū)(LE)年均釋放CH4分別為15 g m-2yr-1,100.87gm-2yr-1。盡管CH4釋放隨著淹水頻率的增加而增加,但是有植被覆蓋區(qū)和無植被覆蓋區(qū)CH4釋放的差異明顯大于淹水造成的差異,暗示著CH4釋放差異主要受到植被的影響,植被提供了CH4產(chǎn)生必需的碳底質(zhì)。割除植被實驗表明植被割除顯著減少了CH4的釋放,高程區(qū)和中高程區(qū)CH4年均釋放分別為和6.65gm-2yr-1和42.58gm-2yr-1。植被對CH4釋放起著傳輸作用,并且最大值出現(xiàn)在夏季。 中高程區(qū)植被的高光合速率不僅僅增加了CH4的釋放而且固定更多的碳。盡管如此,高程區(qū)的CH4釋放量與光合固碳量的比率比中高程區(qū)要低,分別為0.3%和1.6%。 (2)通過自設(shè)計的潮汐模擬中型實驗生態(tài)系統(tǒng)進一步分析了潮周期過程中CH4釋放差異以及植被在潮汐不同階段的傳輸效應(yīng)。從淹水前到淹水后的一個潮周期內(nèi),長期淹沒樣點和短期淹沒樣點的CH4釋放分別在淹沒期達(dá)到最小和最大釋放(1.21 mgCH4 m-2h-1 vs.1.18 mgCH4 m-2h-1),割除植被后樣點CH4釋放均減少,并且樣點間釋放量差異不大,可見植被的傳輸效應(yīng)起著重要作用。植被的存在增加了大約41.5%-69%的CH4釋放。 (3)實驗室針對蘆葦(Phragmites australis)自身好氧產(chǎn)CH4的可能性進行的離體蘆葦莖干和葉片的CH4釋放研究發(fā)現(xiàn),離體莖干釋放大約0.2-0.7μL L-1 CH4,且下部莖干的CH4釋放量要明顯高于上部莖干和葉片,隨后均不再增加。說明蘆葦自身并不產(chǎn)生CH4,而是傳輸土壤CH4氣體。同時,傳輸作用主要發(fā)生在植株的下部莖干。 (4)不同植被類型覆蓋的區(qū)域,CH4釋放存在差異。木本植物江南榿木(Alnus trabeculosa)引入崇西濕地后造成土壤CH4釋放減少。江南榿木的引入既造成了CH4釋放減少,同時增加了環(huán)境異質(zhì)性,對濕地生態(tài)系統(tǒng)起著積極作用。 (5)最后,通過開路式渦度相關(guān)系統(tǒng)對長江口崇西濕地凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換以及靜態(tài)箱法對CH4釋放的研究,結(jié)果表明,濕地年固碳約為-0.225 kgCO2-C m-2yr-1,年釋放CH4約為0.075 kgCH4-C m-2yr-1。總體而言,崇西濕地年碳交換量為-0.15kgC m-2yr-1,減少了大氣中的碳含量。 盡管濕地是CH4的源,但同時也是CO2的匯�？傮w上而言,崇西濕地具備固碳封碳的效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X171
【部分圖文】：

海水與河水的交匯使得河口具備了一個與其它內(nèi)陸濕地生態(tài)系統(tǒng)不同的特征，即存在鹽度梯度的變化，并且鹽度范圍隨著潮汐的高低和大小的變化而波動。隨著潮汐的不同，河口的不同鹽度區(qū)域分布存在差異(圖1一l)，使得咸水、微咸水到淡水三種類型的潮汐濕地在河口地區(qū)的分布處于不斷變動中。一般而言，淡水潮汐濕地僅僅分布在河口的上游區(qū)域，這些區(qū)域存在潮汐活動但是鹽度非常低甚至幾乎沒有。淡水濕地的分布依賴于潮汐水體體積和速率以及河水外流的平衡 (Berendregtetal.2006)。除了鹽度變化之外，河口濕地存在周期性的淹水和暴露。河口濕地的水環(huán)境的最大特殊性就在于此。河口地區(qū)由于受到受河口形狀、河床摩擦效應(yīng)及上游下瀉徑流的影響，會形成獨特的河口潮汐。河口潮汐按潮差大小分為三類:強潮河口，如錢塘江口;中等強度潮汐河口，如長江口;弱潮河口

崇西濕地的甲烷釋放及封碳效應(yīng)其分布類型從片狀分布逐漸變?yōu)榘邏K狀分布。只有在高程較低區(qū)域還有非常少量的蕉草(SclrPusmariqueter)和菱白(Zizanl’aaquatica)。為了滿足崇西濕地的生物多樣性需求，恢復(fù)濕地的生態(tài)功能。2005年，在崇西濕地引入木本植物形成了林澤(從ificialForest)工程區(qū)。林澤區(qū)主要引入了20多種的木本耐澇植物物種(劉振國等，2009)。周期性淹沒的水文周期條件和淡水環(huán)境，以及生態(tài)恢復(fù)引入的林澤區(qū)，使得崇西濕地具備了其它河口濕地所不具備的條件。

點間水平水位之差估算而得。崇西濕地的高程大約介于2.7礴.2之間，蘆葦覆蓋區(qū)多位于潮間帶上部，高程大約介于3--4.2之間。2008年5月一2010年8月間，根據(jù)高程的不同，選擇3個不同樣區(qū)，每個樣區(qū)根據(jù)實驗選擇不同樣點(圖3一1)。樣點分布如下:樣點1一蘆葦覆蓋高程區(qū)(HE)，該區(qū)有蘆葦覆蓋，且呈片狀分布;樣點2一蘆葦覆蓋中高程區(qū)住E)，該區(qū)的蘆葦呈斑塊狀分布，樣點處于斑塊狀蘆
【引證文獻(xiàn)】

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1 陸健健;王強;;發(fā)展灘涂碳匯產(chǎn)業(yè),促進上海低碳城市建設(shè)[J];上海建設(shè)科技;2012年03期

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1 張海燕;長江口典型潮灘濕地—西沙濕地的土壤有機碳分布格局及生態(tài)工程對其影響研究[D];華東師范大學(xué);2013年

本文編號：2846097