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...     

环境和微生物因子对隆宝滩不同植被类型土壤甲烷通量的影响

以位于青藏高原中部的隆宝滩国家级自然保护区为对象,使用便携式温室气体分析仪分别对高寒草地(Alpine grassland,AG)、沼泽化草甸(Marsh meadow,MM)和高寒沼泽(Alpine marsh,AM)的CH_4通量进行原位观测,同时分析生物量、微生物、土壤营养元素、土壤温湿度等因子,旨在通过相关分析获得不同植被类型CH_4通量差异及其与环境和微生物因子的关联。结果表明,生长季节中不同植被类型CH_4通量具有明显的时空差异,MM和AM中的CH_4通量较高,在9月达到峰值,AG表现为CH_4吸收,在8月达到谷值,AG的CH_4通量与MM和AM差异显著(P0.05)。AG的土壤有机碳、总氮、生物量显著低于MM和AM(P0.05),而全钾则相反。AG土壤中产甲烷菌mcrA基因丰度显著低于其他2种植被类型,而甲烷氧化菌pmoA丰度则相反(P0.05)。相关分析显示,CH_4通量与土壤湿度、有机碳、总氮、生物量和mcrA显著正相关(P0.05)。总之,隆宝滩湿地AG的CH_4通量与其他2种植被类型的差异是由于碳源、微生物和土壤温度湿度等因素的不同造成的,高寒湿地中不同类型植被CH_4通量差异的确定可为精确估算青藏高原高寒地区的CH_4排放提供数据支持。     

若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量特征

若尔盖高原沼泽湿地是我国最大的高原泥炭沼泽湿地。采用静止箱/气相色谱法,2004年5月至10月对若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量进行了观测。沼泽湿地CO2呼吸通量平均值为200.40mg·m-2·h-1,最大值为402.37mg·m-2·h-1,最小值为61.09mg·m-2·h-1。沼泽湿地周边的沼泽化草甸CO2呼吸通量平均值为425.50mg·m-2·h-1,最大值为891.74mg·m-2·h-1,最小值为124.23mg·m-2·h-1。二者均在7、8月出现排放峰值。沼泽湿地CO2呼吸通量日变化为单峰型,高峰出现在13时和15时。沼泽湿地CO2呼吸与温度具有相关性,其中与5cm深的土壤温度相关性最好。若尔盖高原沼泽湿地CO2呼吸通量的平均值仅为三江平原常年积水沼泽湿地的约36%,这可能是若尔盖高原沼泽湿地有泥炭积累,而三江平原沼泽湿地无泥炭积累或仅有少量积累的重要原因之一。     

排水对沼泽湿地碳通量和碳储量的影响

沼泽湿地是全球重要的碳库,排水是沼泽湿地面临的主要人类活动干扰,排水后水位的改变引起沼泽湿地生态系统过程和功能的变化,进而对碳收支产生影响.基于中国知网和Web of Science数据库检索和筛选65组数据(包括25组CO_2通量、18组CH_4通量和22组碳储量数据),综述国内外排水对沼泽湿地碳通量和碳储量影响的研究.研究发现排水使沼泽湿地CH_4与CO_2通量改变,改变的幅度与湿地生态系统类型、排水时间及排水强度等因素有关.排水后CH_4的排放通量降低了29%-75%. CO_2通量的不同组分响应不同:排水后生态系统呼吸增加了10.9%-120%;总初级生产力的响应有很大的差异,可能升高也可能降低;净初级生产力有变化但不显著;净生态系统生产力多为显著降低,变化幅度为1.8%-290.4%.排水对碳储量的影响更间接,多数研究表明排水后土壤碳储量显著降低,植被碳储量的变化不一致,与湿地类型和排水后的利用方式有关,存在不确定性.已有研究多以某一特定排水时间或排水强度的实验研究为主,未来应加强不同排水强度对碳通量和碳储量的影响研究,研究方法上要将控制实验、野外调查与模型模拟研究相结合,以深入理解排水对湿地生态系统碳收支的影响,为湿地保护和恢复提供理论依据.     

湿地甲烷的产生、氧化及排放通量研究进展

甲烷研究已倍受科学界关注,不仅由于其对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳,贡献率达25%,还因为单分子甲烷的增值潜势是二氧化碳的15~30倍.湿地是甲烷的重要来源,估计湿地生态系统对全球甲烷排放的贡献率约为20%,即为100~200Tg a?1.湿地甲烷在厌氧条件下产生,在土壤氧化层以及根际中部分氧化,然后通过土壤、水体和植物体排放到大气中去.就近10a来湿地甲烷产生、氧化、传输过程及其影响因素等的研究进展进行了综述.产甲烷菌的研究主要集中在其对环境因子的生理生态和分子生物学,尤其集中在稻田产甲烷菌的研究上,因此在深度和广度上都有待突破.产甲烷过程是一个复杂的生化过程,要对甲烷排放量估计、甲烷排放动态研究以及在甲烷排放建模等方面取得进展,必需在甲烷产生机制上进行突破.甲烷氧化菌的研究集中于菌群对环境的适应以及其自身氧化能力上,应用研究还不是很深入.甲烷氧化过程的研究已经有了一定的深度,但氧化过程具体机理的研究还有待进一步深入,这需要分子生物学以及基因组学等多学科的交叉.甲烷传输过程是研究甲烷排放动态的基础,目前相关研究较少,国内有关研究主要集中在稻田研究上,对高寒湿地的研究则几乎是空白.湿地甲烷通量的研究是目前温室气体研究的热点问题,但主要解决的问题是大气中甲烷气体浓度增加与湿地甲烷通量的关系.湿地甲烷通量是由多种因素决定的,对影响湿地甲烷通量的因素的研究相当丰富,特别是近年来对生物因素的关注.由于学科的发展,近10a在这方面的研究较之过去更为全面和系统.图1表1参68     

黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳通量动态特征及其影响因素

利用涡度相关法,对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续2年的通量观测,分析了2017—2018年生长季芦苇湿地生态系统碳交换量(NEE)及其影响因素,为区域的碳收支预算和为全球碳循环模型的进一步完善提供理论基础.结果表明,在季节尺度上,芦苇湿地生长季具有明显的碳汇功能,生态系统呼吸(Rs)随着月份的增加呈倒"V"型变化...     

碟形沼泽湿地水中氮的动态变化及影响因素分析

通过对三江平原碟形湿地不同植被类型沼泽水体中氮含量的研究表明,漂筏苔草、毛果苔草和乌拉苔草沼泽水体中各形态氮含量具有明显的季节变化特征.总氮(TN)含量在5-10月份的植物生长季节表现为先增加后降低的趋势,不同植被类型沼泽水体TN含量明显不同.NH4+-N是无机氮的主要存在形态,含量比例在44.81%～98.89%之间.在整个生长季,乌拉苔草沼泽水NH4+-N含量呈先增加后降低的趋势,毛果苔草沼泽水NH4+-N含量在8月份具有峰值,漂筏苔草沼泽水NH4+-N含量较低,波动不大.硝态氮(NO3--N)在生长季中期含量较低,而亚硝态氮(NO2--N)含量较高;生长季末期NO3--N含量增高,而NO2--N含量降低.沼泽水体中不同形态氮浓度与植被类型、植被生长阶段密切相关,并且受到水温、降雨、蒸发、农田排水等因素的影响.     

不同农业措施对稻田甲烷排放通量的影响

经过三年的田间试验发现,稻田甲烷排放通量随着农业措施的不同而大幅度地变化。在1990年至1992年的三个晚稻生长季节里,试验地块的甲烷排放通量分别为10.83、25.18及19.85mg/m~2·h。半旱式栽培使甲烷排放量减少了约1/3;施用硫酸铵、烤田、间歇灌溉亦可显著地降低甲烷排放通量。高有机肥与长期淹水是造成稻田甲烷排放量大的主要原因。控制稻田甲烷排放的关键在于调节灌溉水。只要采用合适的灌溉制度。有机肥用量的增加不一定引起甲烷排放量的增大。     

若尔盖高原季节性淹水沼泽两个生长季甲烷排放通量

为了解若尔盖高原湿地甲烷(CH_4)排放年际变化并准确估算高原湿地CH_4排放通量,在若尔盖高原湿地国家级自然保护区建立1 hm~2季节性淹水沼泽湿地标准样地;于2013和2014年通过静态箱和快速温室气体分析仪测量两个生长季沼泽湿地微地貌区草丘(Hummock)和洼地(Hollow)CH_4排放通量.结果表明:2013年生长季(6~(-1)0月),若尔盖高原湿地微地貌区草丘和洼地CH_4排放通量平均值为7.59和10.12 mg m~(-2) h~(-1),2014年生长季(5~(-1)0月)则分别为0.62和2.74mg m~(-2) h~(-1).2013年生长季湿地微地貌区草丘和洼地CH_4排放通量平均值分别是2014年的12倍和4倍,2014年生长季湿地CH_4排放通量下降的原因可能是夏季(6-8月)水位下降,降低了产CH_4菌群落数量而减少CH_4产生,同时增加了CH_4氧化菌氧化层厚度而加强CH_4氧化,降低CH_4排放通量.另外,发现湿地水位下降,降低了湿地CH_4排放通量对土壤温度的敏感性,表现为Q_(10)值变小.综上,夏季期间的水位在调控若尔盖高原季节性淹水湿地CH_4排放过程中起着关键作用.     

神农架大九湖泥炭湿地CO_2通量特征及其影响因子

泥炭地在全球碳循环中起着重要作用,其碳源、碳汇功能的转变已成为研究全球气候变化的热点。为研究湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地碳排放特征及影响因素,采用涡度相关法对大九湖泥炭湿地CO_2通量进行了观测,选取2016年6—8月作为生长季和2015年12月—2016年2月作为非生长季,对比分析泥炭湿地在不同生长季节CO_2通量的变化规律及其影响因子。结果表明,(1)大九湖泥炭湿地生态系统生长季CO_2通量的日变化规律明显,整体呈"U"型曲线,日变化范围为-6.84~6.65μmol·m~(-2)·s~(-1);非生长季CO_2通量变化趋势平缓,在-0.88~5.19μmol·m~(-2)·s~(-1)之间。(2)白天生长季与非生长季的CO2通量与光量子通量密度(PPFD)均符合直角双曲线关系,但生长季PPFD与CO_2通量的拟合效果(R~2=0.427 3,P0.01)优于非生长季(R~2=0.045 6,P0.01)。(3)生长季的气温(Ta)与CO_2通量呈二次曲线相关(R~2=0.248 6,P0.01),CO_2通量随Ta的升高呈先增加后降低;非生长季Ta与CO_2通量(R~2=0.042 8,P0.01)相关性显著,两者呈负相关,但Ta仅能解释CO_2通量4.28%的变异数据。(4)土壤温度(Ts)和土壤含水量(SWC)对CO_2通量的影响,主要体现在生态系统呼吸上。生长季夜间生态系统呼吸受Ts与SWC的共同影响(R~2=0.199 5,P0.01),生态系统呼吸的温度敏感性Q10值为1.84;非生长季夜间生态系统呼吸与Ts、SWC的相关性均不显著(P0.05)。     

甲烷排放通量及上海市排放量估算

本文介绍了甲烷主要人为排放源及各排放源的排放通量,甲烷在大气中的浓度及对温室效应的贡献,估算了上海市各人为排放源的甲烷排放通量。     

不同地区稻田土壤甲烷氧化碳同位素分馏特征及其影响因素研究

稻田CH_4氧化是CH_4排放的自然调节,受多种因素的影响。中国水稻种植区分布广,不同地区的气候环境条件以及水肥管理措施,都会影响稻田CH_4氧化及碳同位素分馏过程。因此,对比研究不同地区稻田甲烷氧化和同位素分馏规律,甄别其影响因子,有助于进一步认识稻田甲烷氧化规律,也可为稻田温室气体减排调控提供科学依据。文章基于稳定性碳同位素的方法,结合室内好氧培养试验,测定了全国主要水稻产区(四川、湖南、江西、浙江、广东和辽宁)典型稻田土壤的CH_4氧化过程,确定了CH_4氧化碳同位素分馏系数α_(ox),研究了不同稻田土壤在不同水分条件下的CH_4氧化和同位素分馏的差异及规律。结果表明,四川资阳以及湖南宝洞峪的水稻土壤CH_4氧化潜力相对偏低,平均为其他地区土壤的六分之一。同时,不同地区稻田土壤CH_4氧化同位素分流系数(~(13)C)α_(ox)差异较大,且与CH_4氧化潜力呈显著负相关。在85%WHC(soil water holding capacity)和1∶1水土质量比时,相关系数分别为-0.85(P=0.032)和-0.82(P=0.047)。进一步研究发现,土壤CH_4氧化潜力与土壤活性铁含量呈显著正相关,在85%WHC和1∶1水土质量比时,相关系数分别为0.86(P=0.042)和0.90(P=0.035);而αox则与土壤活性铁含量呈显著负相关,85%WHC和1∶1水土质量比时,相关系数均为-0.92(P=0.026)。由以上结果可知,土壤水分和土壤活性铁是影响CH_4氧化潜力和碳同位素分馏的重要因素,而有关其作用机制仍需进一步的研究。     

广州海珠湖城市湿地CO_2通量特征

城市湿地是陆地湿地生态系统碳库的重要组成部分,研究城市湿地在人为干预环境下的碳排放特征以及影响因素对控制湿地排放温室气体具有重要意义.本研究通过静态箱-气相色谱法研究广州市海珠湖湿地在2013年12月至2014年11期间的美人蕉(Canna indica,CI)、野芋(Colocasia tonoimo,CT)、蓝花草(Aphelandra ruellia,AR)群落湿地的CO_2通量季节性变化以及相关环境因子.结果显示:CO_2的通量季节性变化明显,美人蕉、野芋通量最大值集中在3月至5月期间,而蓝花草通量峰值集中在9月至10月期间,分别为~(-1) 168.37、-607.57、-751.02 mg m~(-2) h~(-1),季节性CO_2通量强弱表现为夏季春季秋季冬季.美人蕉、蓝花草、野芋的年平均通量分别为-579.30、-373.05、~(-2)90.43 mg m~(-2)h~(-1),3种湿地植物的CO_2固定能力强弱比较为美人蕉蓝花草野芋.湿地植物、大气温度、水力条件是影响城市湿地CO_2通量的主要因子,高温促使城市湿地排放更多的CO_2,而高水位则主要通过限制土壤呼吸以减少CO_2排放;水中的氨氮含量上升显著增强美人蕉群落CO_2吸收能力.本研究表明,观测期内海珠湖湿地生态系统表现为CO_2的汇,CO_2固定量约为1 524.02 t,人为的湿地植物管理和水文调控能进一步促进湿地植物吸收CO_2并减少湿地土壤和植物排放CO_2,从而提升城市湿地的碳汇能力.     

排水对三江平原沼泽湿地土壤中化学元素的影响

以三江平源沼泽湿地生态试验站为研究基地,选择典型采样点,对排水沟土壤、沼泽土壤、沼泽化草甸土壤（共有6个采样占,28个样品）进行测试,分析土样中主要离子（HCO3^-、CL^-、NO3^-、SO4^2-、Ca^2 、Mg^2 、K^ 、Na^ ）含量、重金属（铁、锰、锌、铜）含量、营养元素含量、有机质含量以及土壤pH值,研究沼泽排水对沼泽土壤中的化学元素含量的影响。研究结果表明,排水使沼泽土壤丧失大量的化学元素。     

排水对三江平原沼泽湿地土壤中化学元素的影响

以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地 ,选择典型采样点 ,对排水沟土壤、沼泽土壤、沼泽化草甸土壤 (共有 6个采样点 ,2 8个样品 )进行测试 ,分析土样中主要离子 (HCO3- 、Cl- 、NO3- 、SO4 2 - 、Ca2 +、Mg2 +、K+、Na+)含量、重金属 (铁、锰、锌、铜 )含量、营养元素含量、有机质含量以及土壤pH值 ,研究沼泽排水对沼泽土壤中的化学元素含量的影响。研究结果表明 ,排水使沼泽土壤丧失大量的化学元素     

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...     

稻田施用沼渣对甲烷排放通量的影响

通过网室小区试验，观测得出：（１）４种沼渣处理和单施化肥处理的一季稻田平均甲烷排放通量为０．５６９～２．１８８ｍｇ０￣２·ｈ，两者无显著差异；农家肥处理稻田的平均甲烷排放通量为４４．１８ｍｇ／ｍ￣２·ｈ显著高于前两种处理，表明施用沼渣和化肥比施用农家肥能显著减少稻田甲烷排放量；（２）各处理稻田甲烷排放通量峰值期部出现在水稻蘖期至拔节初期，表明这一时期是控制稻田甲烷排放总量的关键时间；（３）各处理甲烷排放通量分别与淹水前各处理土壤及供试有机肥的易矿化碳含量、ＣＨ＿４－Ｃ含量呈显著正相关关系，这表明土壤易矿化碳含量是形成稻田甲烷的重要条件；（４）各处理之间水稻产量没有明显差异。     

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。