中國(guó)東南三種典型濕地土壤CO2、CH4排放通量及其垂直分布特征的研究.pdf

1、濕地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中僅次于森林生態(tài)系統(tǒng)的最大碳庫，并對(duì)全球氣候變化表現(xiàn)出較高的敏感性，目前關(guān)于濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的研究大都是集中在高緯度溫帶濕地。本文以我國(guó)亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)代表性的三種濕地生態(tài)系統(tǒng)——城市次生濕地（杭州市西溪濕地）、湖泊濕地（湖州市下渚潮濕地）、人工濕地（余杭區(qū)徑山水稻田）為研究對(duì)象，采用野外原位觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)樣品分析相結(jié)合的“靜態(tài)暗箱-氣相色譜法”，測(cè)定和分析亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)典型濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤CO2及CH4排

2、放通量的大小，分別闡明剖面CO2、CH4、溫度、pH、氧化還原電位(Eh)、土壤有機(jī)碳(SOC)、可溶性有機(jī)碳(DOC)以及總氮(TN)的垂直分布特征，并明確溫度、pH、Eh等環(huán)境要素以及SOC、DOC、TN等土壤有機(jī)物組成對(duì)三種典型濕地生態(tài)系統(tǒng)CO2、CH4排放的影響，研究有助于全面地評(píng)價(jià)我國(guó)濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)。本文采用Arc-GIS、Origin8.0、SPSS16.0、Excel2007、PAST等圖像與數(shù)據(jù)處理軟件，

3、運(yùn)用了相關(guān)分析、聚類分析等數(shù)學(xué)方法。結(jié)果表明:
　　1、三類典型濕地秋冬均表現(xiàn)為CO2的源，而秋季為CH4的源，冬季為CH4的弱源甚至弱匯;由于受到人類活動(dòng)的影響，人工濕地秋季大量排放CO2、CH4。
　　2、三種典型濕地土壤剖面的環(huán)境要素（溫度、pH、Eh）與土壤有機(jī)物組成(SOC、DOC、TN)具有明顯的垂直分布特征/季節(jié)特征。(1)秋季土壤剖面溫度隨著深度的加深趨于一致，冬季隨剖面深度加深溫度升高;(2)秋季濕沉降導(dǎo)致

4、土壤pH偏酸性，冬季則偏堿性;(3)積水影響采樣點(diǎn)土壤剖面的Eh;(4)濕地土壤表層SOC、TN含量明顯高于中下層，人工濕地土壤表層(0～30cm)DOC、TN顯著高于其它研究區(qū)域。
　　3、根據(jù)地理位置的相似性，空間聚類分析將采樣點(diǎn)XXA、XXB、XZA、XZB、JSB劃分為三組，反映不同類采樣點(diǎn)的剖面溫室氣體濃度水平;其中，Cluster1為無積水區(qū)域，其剖面溫室氣體濃度較低，Cluster2為季節(jié)性積水區(qū)域，其剖面溫室氣體濃

5、度較適中，Cluster3亦為季節(jié)性積水區(qū)域，其剖面溫室氣體濃度較高。
　　4、土壤剖面CO2濃度的垂直分布呈現(xiàn)明顯規(guī)律，受到環(huán)境要素的影響，不受土壤有機(jī)物組成的調(diào)控。(1)根據(jù)CO2濃度排序，為Cluster3＞Cluster2＞Cluster1;Cluster1土壤剖面CO2濃度隨著剖面深度的加深而增高;Cluster2與Cluster3土壤剖面CO2的濃度峰值出現(xiàn)在20～30cm層。(2)Cluster1土壤剖面CO2的釋放

6、量在秋季采樣期間受到pH與Eh的共同調(diào)控，冬季采樣期間受溫度與pH的影響。
　　5、土壤剖面CH4濃度的垂直分布呈現(xiàn)明顯規(guī)律，受到環(huán)境要素的影響，不受土壤有機(jī)物組成的調(diào)控。(1)根據(jù)CH4濃度排序，為Cluster3=Cluster2＞Cluster1，土壤淹水是CH4大量產(chǎn)生的必要條件之一;Cluster2土壤剖面CH4濃度峰值出現(xiàn)在20～40cm層，冬季下移至30～50cm層;Cluster3土壤剖面CH4濃度隨著剖面深度的加