泥炭沼泽土壤酶活性对水热条件变化的响应及其与CO_2释放通量的关系——以小兴安岭地区为例

采用实验室培养的方法,研究了小兴安岭地区两类典型的泥炭沼泽:苔草型泥炭沼泽和泥炭藓型泥炭沼泽中几种水解酶活性(β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶)对不同温度和水位变化的响应,以及与CO_2释放通量的相瓦关系.结果表明:β-葡萄糖苷酶活性在两类泥炭沼泽中受多种因素制约,在一定湿度范围内受水位控制较明显,当土壤湿度降低到一定程度时,温度对土壤酶活性影响增强.酚氧化酶活性与温度密切相关,但对温度变化的响应存在明显的季节性差异.相对而言,苔草型泥炭沼泽中β-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性显著高于相同培养条件下泥炭藓型泥炭沼泽.总体上,苔草型泥炭沼泽中水解酶活性较泥炭藓型泥炭沼泽中高,但是其CO_2释放通量却低于泥炭鲜型泥炭沼泽,表明与有机碳分解有关的水解酶的活性高低不能作为解释泥炭沼泽CO_2释放通量大小的唯一指标.     

大九湖泥炭湿地甲烷通量变异特征及影响因素

研究选取神农架大九湖泥炭湿地作为研究对象,基于2016-2019年涡度相关设备观测数据,分析大九湖泥炭湿地CH₄通量变异特征及其影响因素。结果表明,大九湖泥炭湿地是“CH₄源”,CH₄年排放量呈逐年上升趋势。大九湖泥炭湿地CH₄排放呈现以下规律：年尺度来看,CH₄排放量呈先上升后下降的趋势,高排放量集中在夏季;日尺度来看,CH₄高排放量集中在白天,CH₄昼通量高于夜通量。2016-2019,年昼通量百分比分别达到57.76%、59.09%、61.34%、50.84%,为大九湖泥炭湿地CH₄通量主要组成部分。昼通量占比最大值分别为74.59%、81.85%、67.22%及70.12%,主要发生在春季;夜通量占比最大值分别为48.82%、50.54%、44.59%及54.31%,主要出现在夏季,该现象可能与春季昼夜温差较大而夏季昼夜温差较小有关。CH₄通量与气象因子相关性分析结果表明,整体上来看...     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化及其驱动力

基于3S技术,应用Fragstats软件对高原湿地若尔盖国家级自然保护区1990、2000和2007年3期TM解译图进行分析,研究保护区景观格局变化动态及其驱动力。结果表明,退化沼泽为若尔盖国家级自然保护区的景观基底,2007年达保护区总面积的48.05%。保护区建立前后的10 a间(1990—2000年),湖泊、河流、沼泽面积萎缩,主要演变为退化沼泽和草甸,退化沼泽、草甸和灌丛面积分别增加1 978.60、2 559.09和824.27 hm2,斑块数减少,景观破碎度和异质性降低,聚合度和优势度增加;建立国家级自然保护区后(2000—2007年),河流面积小幅恢复,但湿地退化仍是主要趋势,湖泊和沼泽面积持续减小,草场面积持续增加,沙地面积增加1 929.00 hm2,斑块数增加,聚合度和优势度下降,景观破碎度和异质性回升。气候变暖等自然因素和人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、基础建设等干扰影响是湿地退化的主要驱动力。     

湿地生态系统CO2净交换、水汽通量及二者关系浅析

湿地生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要组成部分,对于全球变化具有重要意义。水汽通量是影响湿地生态系统碳循环最重要、最基本的生态因子之一,与湿地生态系统CO2净交换密切相关。本文在总结湿地生态系统CO2净交换与水汽通量变化基本规律及其主要影响因子的基础上,从宏观和微观2个方面分析二者之间的内在关系。从宏观上看,湿地生态系统本身的特点决定了CO2净交换与水汽通量之间必然是相互影响、相互制约的;就微观而言,叶片尺度上的气孔行为是水分蒸腾和净碳通量这两个生理生态过程相互联系的纽带。最后,对湿地生态系统CO2净交换与水汽通量关系的研究方向提出展望。     

艾比湖湿地典型植物群落土壤剖面CO2、CH4和N2O扩散通量研究

于2015年10月—2016年9月在艾比湖湿地鸟岛站,选取典型植物群落芦苇(Phragmites communis)、柽柳(Tamarix chinensis)和裸地对照组,每个月份通过气体原位采集系统对4个不同深度(0—10、10—20、20—40、40—60 cm)的土壤CO2、CH4和N2O进行采集,利用气相色谱...     

青海湖高寒湿地生态系统夏季CO2通量日变化及其影响因子研究

利用涡度相关技术对青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化特征进行分析,并且结合气象观测数据对CO２通量日变化的影响因子进行探讨。结果表明,青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化呈“U”字型,白天8：00—20：00 CO２通量值为负,其他时间为正,最低值出现在12：30,为-15.34 μmol·m-2·s-1。CO２通量日平均值为-3.65 μmol·m-2·s-1（约-13.87 g·m-2·d-1）,表现为明显的CO２吸收,是重要的碳汇。CO２通量与净辐射、气温和表层土壤温度的相关性分析表明,净辐射是影响青海湖高寒湿地生态系统夏季CO２通量日变化的主要因子,气温次之,表层土壤温度对CO２通量的影响最小。采用多元回归分析得出CO２通量与各个影响因子之间的关系符合三元一次线性回归方程,R2=0.689,且达到极显著水平（P〈0.01）。     

若尔盖高寒草地沙化过程碳通量的变化特征北大核心CSCD

为了解若尔盖高原高寒草地沙化过程生态系统中CO2的收支变化,利用Li-840静态箱法于2013年生长季(5-10月),在一处典型沙化区域,分别调查未沙化(UN)、中度沙化(MO)和重度沙化(SE)草地的生态系统净通量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)的季节和日动态变化.结果显示:若尔盖高寒草地未沙化草地和中度沙化草地NEE季节变化呈单峰状,中度沙化草地波动性增强,而重度沙化草地在整个生长季节变化不明显.未沙化草地在生长季节日间瞬时NEE为-3.33μmol m-2 s-1,中度沙化草地为-2.06μmol m-2 s-1,是未沙化草地的61.86%,严重沙化草地为-0.62μmol m-2 s-1,是未沙化草地的18.61%.在沙化过程中,土壤所贡献给生态系统整体的呼吸占比,从72.90%增加到79.28%,季节变化动态呈现出与系统呼吸相似的变化规律.未沙化草地在生长季节的初期和中期均呈现出较强的碳汇特性,固碳速率分别为9.05 g m-2 d-1和28.70 g m-2 d-1,而在末期呈现出微弱碳源.本研究表明,沙化使得高寒草地在生长季节由微弱的碳汇转变成为碳源,固碳能力严重削弱.     

农业开垦对泥炭沼泽湿地土壤氮矿化的影响

泥炭沼泽湿地是地球系统中天然的氮库和碳库,农业开垦将导致泥炭沼泽湿地退化,其中氮素矿化是湿地退化的重要过程.以吉林龙湾国家级自然保护典型泥炭沼泽区和周边农田为对象,通过调查取样,分析泥炭沼泽湿地、玉米田与水稻田的土壤理化性质、土壤微生物、氮矿化相关功能基因和氮矿化速率之间的相互关系.结果发现,垦殖显著改变了湿地土壤理化...     

围栏禁牧与放牧对若尔盖高原泥炭地CO_2和CH_4排放的影响

全球气候变暖已是不争的事实,主要是由于大气中CO2和CH4浓度的大幅度增加。泥炭地作为大气CO2"汇"和CH4排放"源",在全球碳循环中发挥着重要的作用。然而,放牧管理影响着泥炭地CO2和CH4排放通量,以前有关放牧管理对湿地CO2和CH4排放通量的影响研究仍未取得一致的结论。选择了世界上最高的湿地若尔盖高原湿地作为研究样点,对比研究了若尔盖高原湿地围栏内和放牧地CO2和CH4的排放,有助于深刻理解放牧管理对CO2和CH4排放通量的影响过程。于是,在2013年6─10月,基于静态暗箱法,CO2和CH4通量测量采用快速温室气体分析仪(DLT-100,Los Gatos Research,USA)。结果表明:放牧地地表植物生物量较围封地减少了350.21 g·m-2,但增加了地下植物根的生物量729.17 g·m-2。生长季期间,围封地和放牧地的CO2排放通量平均值(±标准差)为(845.02±559.24)和(763.78±534.99)mg·m-2·h-1,但它们无差异显著;而CH4排放通量为(7.65±5.92)和(7.91±4.94)mg·m-2·h-1,它们之间也无差异显著。然而,集中放牧期间(7月下旬至9月底),放牧地CH4排放通量较围封地增加了54.3%,这种CH4排放通量增加的结果主要出现在水位趋向下降,温度最高和生物量最大的条件下,并且CH4排放以维管植物传输方式为主的时期。因此,这些结果有助于为湿地合理经营和减缓温室气体排放提供数据支撑。     

三江平原泥炭沼泽土剖面P、K养分分布特征及影响因素分析

在三江平原湿地植物生长季节，选择具有代表性的毛果苔草-狭叶甜茅(Carex lasiocarpa-Glyceria spiculosa)湿地发育的泥炭沼泽土为研究对象，逐月分层采集土样，测定P、K含量，同时进行相关环境因子的测量。借助SPSS软件和灰色关联分析技术，探讨泥炭沼泽土P、K养分含量特征及影响因子的影响程度。结果表明：泥炭沼泽土P、K含量在剖面垂直方向具有明显的分层现象，P、K含量与土层的二次相关性均较好，相关系数除潜育层外均在0．94以上。泥炭沼泽土各土层速效P和速效K含量在植物生长季节内均呈明显的动态变化，一元三次非线性回归模拟均得到理想的模拟效果。同一环境因子对同一土层全P、全K、速效P或速效K的影响程度各异；同一环境因子对不同土层P、K的影响系数也不同；因此，不同环境因子对同一土层某一对象的影响系数更不相同。     

三江平原泥炭沼泽土剖面P、K养分分布特征及影响因素分析

在三江平原湿地植物生长季节 ,选择具有代表性的毛果苔草 -狭叶甜茅 (Carexlasiocarpa Glyceriaspiculosa)湿地发育的泥炭沼泽土为研究对象 ,逐月分层采集土样 ,测定P、K含量 ,同时进行相关环境因子的测量。借助SPSS软件和灰色关联分析技术 ,探讨泥炭沼泽土P、K养分含量特征及影响因子的影响程度。结果表明 :泥炭沼泽土P、K含量在剖面垂直方向具有明显的分层现象 ,P、K含量与土层的二次相关性均较好 ,相关系数除潜育层外均在 0 .94以上。泥炭沼泽土各土层速效P和速效K含量在植物生长季节内均呈明显的动态变化 ,一元三次非线性回归模拟均得到理想的模拟效果。同一环境因子对同一土层全P、全K、速效P或速效K的影响程度各异 ;同一环境因子对不同土层P、K的影响系数也不同 ;因此 ,不同环境因子对同一土层某一对象的影响系数更不相同。     

The Effects of Acidity on Carbon Fluxes from Ombrotrophic Peat

Replicate intact peat/vegetation monoliths were collected along a pollution gradient in the UK and subjected over one year to 1200 mm of simulated rainfall of the same chemical composition as they received in the field. Drainage water was analysed periodically for DOC and pH, and the decomposition rates of Calluna vulgaris and Eriophorum angustifolium leaves were measured, as well as soil atmosphere CO₂ contents and peat matric potentials. the chemical characteristics of the peats as initially sampled from the field also were determined. the results suggest that acidic precipitation has induced chemical changes in ombrotrophic peats, lowering their pH and base status, when due account is taken of calcium deposition or any mineral content. Greater DOC fluxes were observed from the more acid peats, and litter decomposition rates from these peats were reduced.     

中国八大湖泊冬季水-气界面CO2通量

采用静态箱-气相色谱法对中国不同地区八个湖泊(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、南四湖、洪泽湖、抚仙湖、洱海、滇池)冬季水体的水-气界面CO2通量进行了24h连续观测。结果表明:冬季洞庭湖、巢湖、洱海和滇池24h均为大气CO2的汇,其通量分别为-23.78、-16.08、-24.38、-17.94mg·m-2·h-1;鄱阳湖、南四湖水体则为大气CO2的源,其通量分别为35.76、27.64mg·m-2·h-1;洪泽湖和抚仙湖在晴天时为大气CO2的汇,夜间或阴天为大气CO2的源,但从24h的平均通量来看,洪泽湖为大气CO2的汇,通量为-26.56mg·m-2·h-1;抚仙湖为大气CO2的源,通量16.01mg·m-2·h-1。     

水位对小叶章湿地CO2、CH4排放及土壤微生物活性的影响

湿地生态系统对全球碳平衡和气候变化起着极其重要的作用,而水位波动将影响湿地生物地球化学过程,导致温室气体通量变化,为了明确湿地生态系统温室气体通量以及土壤微生物活性对水位梯度的生态响应,通过野外盆栽培养试验,设T1:-5 cm,T2:0 cm,T3:5 cm,T4:10 cm 4种水位梯度,T1和T2模拟湿地非淹水的水分状况,T3和T4模拟淹水状况,研究了不同水位梯度下小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地CO2、CH4通量、土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性的变化规律.结果表明:不同水位条件下,小叶章湿地系统CO2和CH4通量差异较大,-5 cm水位时小叶章湿地CO2通量为(643.35±61.89) mg·m-2·h -1,随着水位增加,CO2通量依次降低6.9%、12.1%、40.0%,且水位升高到10 cm时,小叶章湿地CO2排放量显著降低(P<0.05);而CH4通量则随水位增加呈显著增加趋势,通量变化为(1.52±0.12)~(5.34±0.61) mg·m-2·h-1;水位对微生物活性影响显著,非淹水条件下小叶章湿地土壤微生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶、淀粉酶活性高于淹水土壤,且随着淹水位增加,微生物活性显著降低.     

蔬菜地CO2排放特征及其影响因素

利用静态箱/气相色谱法对成都平原蔬菜地土壤-作物系统CO2的排放通量变化进行了观测,并分析了作物系统CO2排放速率与环境因子间的关系。多元逐步回归及单因子分析结果表明:施氮与不施氮处理的CO2排放速率与地下5 cm处土壤温度呈极显著正相关,土壤温度是影响蔬菜地CO2排放的主导因子;二者的Q10值分别为3.67和3.55。     

2003—2010年中国对流层CO2时空分布研究

利用2003年到2010年的美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的AIRS(Atmosphere InfraRed Sounder)官方反演的对流层中层(500 hPa)左右一段气柱内的CO2体积混合比产品分析中国地区对流层的CO2体积分数分布时空变化特征。所用数据是对AIRS L3产品2°×2.5°网格数据进行处理分析得到。经过对这8年的观测数据(2003年1月—2010年12月)的数据分析研究发现:中国地区平均CO2的体积分数在空间分布上极不平衡,总体高值集中于北部。CO2对流层中层的高值区集中在35°—45°N,形成东北平原、内蒙古中西部地区、塔克拉玛干沙漠和塔里木盆地4个高值中心,而云南地区和西藏南部上空的CO2值偏低。与中国地区8年平均CO2体积分数变化特征大体一致,每月(8年平均值)分布趋势也呈北部地区和东部地区高而南方体积分数值相对低的特征。CO2月平均体积分数的最高值一般出现在每年的4月或者5月,而每年的最低值则出现在每年的1月。对流层中层CO2体积分数呈现明显季节变化,总体上来说,从2003年到2010年这8年中,平均春、夏两季对流层中CO2含量较高,而秋、冬季CO2低于春夏两季。     

珠江三角洲四种森林类型土壤CO_2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100＆Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉（Eucalyptus urophylla）人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明：4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林（3.35μmol.m-2.s-1）〉针阔叶混交林（2.66μmol.m-2.s-1）〉乡土树种恢复林（2.09μmol.m-2.s-1）〉常绿阔叶林（1.86μmol.m-2.s-1）;旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大（3.49）,尾叶桉人工林Q10最小（1.95）。     

太湖春季水-气界面碳通量日变化观测研究

利用静态箱观测法对春季太湖不同生态类型(藻型、草型)的湖区春季水-气界面碳通量进行了昼夜连续观测,结果表明,水-气界面碳通量存在显著日变化规律,其极值均出现在凌晨5:00和下午2:00左右,但不同湖区碳通量的日变化存在明显差异。在富营养化较严重的梅梁湾湖区,昼间主要为大气CO2的汇,其平均碳通量为-7.74 mg/(m2h),夜间主要为大气CO2的源,其碳通量为5.32 mg/(m2h);湖心区域,夜间为大气CO2的源,日间在源和汇间波动。而在水质较好的东太湖区域,昼夜均为大气CO2的源,其平均碳通量为11.63 mg/(m2h)。     

珠江三角洲四种森林类型土壤CO2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100&Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明:4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林(3.35μmol.m-2.s-1)>针阔叶混交林(2.66μmol.m-2.s-1)>乡土树种恢复林(2.09μmol.m-2.s-1)>常绿阔叶林(1.86μmol.m-2.s-1);旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大(3.49),尾叶桉人工林Q10最小(1.95)。     

沼泽产甲烷能力和途径差异的机制

土壤中甲烷的形成有 2条途径 :乙酸发酵和H2 /CO2 还原。比较而言 ,乙酸发酵产甲烷的能力强于H2 /CO2 还原。在特定环境中 ,何种产甲烷途径占优势取决于底物尤其是活性有机碳含量 ,而新形成的有机碳尤为重要。活性有机碳含量丰富的沼泽 ,甲烷主要由乙酸发酵形成 ,因此产甲烷能力较强。导致沼泽产甲烷能力异同的原因就是有效底物含量差异 ,从而使不同类型沼泽环境中产甲烷菌菌种不同 ,正是底物含量的高低和由此引起的产甲烷菌菌种的不同决定了不同类型沼泽产甲烷潜能的差异