青海隆宝滩湿地CH4和CO2通量特征及影响因素研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljdoctor
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湿地是地球陆地表面碳密度最高的生态系统,在全球碳循环中发挥着重要作用。高寒湿地作为青藏高原上特殊的生态系统类型,由于其处在“低纬度、高海拔”的特殊地理位置,气候条件特殊,对气候变化响应较为敏感,使得高寒湿地极具研究价值。本研究以青藏高原中部的隆宝滩湿地为研究对象,该地区海拔高度超过4100 m,11月到翌年5月湿地一直处于冰封期,土壤冻结,积雪覆盖、温室气体的排放量低且难以测定,因此在2017年和2018年的5—11月的生长季节,采用便携式温室气体分析仪对隆宝滩湿地内不同区域的甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)通量进行原位观测,分析了CH4和CO2通量的时空变化规律,探讨相关环境因子与土壤温室气体的关系,评估隆宝滩湿地温室气体的排放差异及不确定性。研究结果和初步结论如下:(1)温室气体日变化特征显示,隆宝滩湿地中湿地区域(WA)和过渡带区域(TA)是CH4的排放源,在生长旺季(7—9月)CH4通量的日变化特征为单峰型,峰值出现在午后(14:00—15:00),在平坦地区域(FA),其日变化特征不明显,数值为负值,表现为CH4的“汇”。湿地、过渡带、和平坦地区域均为CO2的排放源,CO2的日排放均值大小顺序为平坦地区域>过渡带区域>湿地区域。在夏季(7月和8月),CO2排放通量日变化特为单峰型,其他月份的日变化特征较不明显。(2)2个观测期的数据显示,3个区域的CH4和CO2通量均有明显的季节变化特征。湿地和过渡带区域的CH4通量排放峰值在2017年多出现在夏季,在2018年大多出现在秋季,平坦地区域的CH4吸收通量峰值在2017年和2018年均出现在夏季(8月)。湿地、过渡带和平坦地区域的CH4通量均值分别为971.5、763.56和-9.73μg?m-2?h-1。2个观测期内CO2排放通量的季节变化模式相似,在初春和夏季出现排放峰值,秋季排放通量较低。CO2排放通量有相同的空间变化规律,即CO2排放通量的大小顺序均为平坦地区域>过渡带区域>湿地区域,2个观测期的通量均值分别为700.57、619.60和415.42 mg?m-2?h-1。(3)温室气体与环境因子的Pearson相关分析结果表明,2017年隆宝滩湿地不同区域的CH4通量与土壤温度显著相关(p<0.05),而2018年不同区域的CH4通量与土壤温度相关性不强(p>0.05),结合Q10值来看,2017年湿地CH4通量对土壤温度的敏感性要高于2018年,表明2个观测期内的CH4通量对土壤温度的响应存在着较大的差异。2个观测期的CO2排放通量均与土壤湿度呈负相关关系(p<0.05),表明沿湿地水位分布梯度的尺度上,CO2排放量的大小与水位表现出负相关关系。2个观测期不同区域的CO2排放通量均与土壤温度呈显著正相关(p<0.05),表明土壤温度是影响CO2排放的重要因子。(4)在2个观测期间,CH4年累积排放量的大小顺序均为湿地区域>过渡带区域>平坦地区域,其年累积排放量分别为7.791、5.992、-0.08 g?m-2,平坦地区域CH4年累积排放量分别与湿地和过渡带区域有显著差异(p<0.05)。CO2的年累积排放量的大小顺序为平坦地区域>过渡带区域>湿地区域,其年累积排放量分别为6384.6、5051.0、4360.6 g?m-2,3个区域间的CO2年累积量无显著差异(p>0.05)。在100年的尺度上,平坦地区域温室气体(CH4+CO2)导致的增温潜势最大,过渡带区域次之,湿地区域最小,3个区域总体表现为温室气体的源,即能增强变暖趋势。
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