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巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地CO_2和CH_4排放特征研究

杨磊

  湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,湿地不仅在局部气候水资源的保持调节等方面起到重要作用,在全球气候变化下,研究干旱区高寒湿地温室气体排放,可为我国高寒湿地生态系统碳通量观测数据进行重要补充,同时为科学管理和评价我国干旱区高寒湿地在全球气候变化中的作用提供科学参考。本文以新疆天山中部巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区域,以苔草为主要建群种的样地为研究对象,利用Li-8100开路式土壤碳通量测量系统、静态箱法(Li-840 CO2/H2O红外分析仪)和密闭静态箱-气相色谱法研究了不同地表水分条件对天鹅湖高寒湿地土壤CO2和生态系统CO2和CH4的排放规律,并同时测定了与CO2、CH4排放有关的环境因素,得出如下结论:(1)巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地不同水分条件下土壤CO2排放日变化与月变化呈现出不同的规律。湿地土壤呼吸日变化均为单峰曲线,峰值出现在15:00~17:00,变化范围为0.21~7.68μmol·m-2·s-1。湿地土壤呼吸月变化特征在常年积水区和季节性积水区的土壤呼吸CO2最高值均出现在6月份,值分别为71.51 mg·m-2·d-1和40.2 mg·m-2·d-1。常年干燥区土壤呼吸最大值出现在7月份,值为7.32μmol·m-2·s-1。比较三个不同水分条件得出常年积水区土壤呼吸值普遍高于其他两个区域,对比4个月份可以看出常年积水区6月份排放量最高,季节性积水区8月份排放量最高,常年干燥区10月份排放量最高,且10月份三个区域变化幅度都不大。(2)巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地不同水分条件下生态系统CO2排放日变化与月变化呈现出不同的规律。湿地生态系统CO2排放日变化均表现为单峰曲线,峰值出现在15:00,变化范围为15~155.96mg·m-2·h-1。湿地生态系统CO2排放月变化最高值均出现在7月份,值分别为2070.52 mg·m-2·d-1和1356.32 mg·m-2·d-1。比较三个不同水分条件得出生态系统呼吸值常年积水区出现最高值。对比4个月份可以看出三个研究区域7月份生态系统CO2排放量均最高。(3)巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地不同水分条件下生态系统CH4排放日变化与月变化呈现出不同的规律。根据不同水分条件对比可以看出,在常年积水区表现为CH4的源,6月份CH4排放出现峰值为4.24 mg·m-2·h-1,出现在早上11:00左右;季节性积水区8月份表现为CH4的源,其余月份表现为CH4的汇,季节性积水区CH4排放峰值为4.24 mg·m-2·h-1,出现在8月份早上11:00;在常年干燥区7月和10月从早上11:00到17:00左右表现为CH4排放,其余时间表现CH4的吸收,6月和8月日变化均为CH4的吸收。总体CH4排放常年积水区>季节性积水区>常年干燥区。(4)不同水分条件下,季节性积水区湿地土壤CO2排放与5 cm、10 cm地温和土壤含水量均存在着显著正相关;湿地生态系统CO2排放与5cm、10cm地温和土壤含水量均存在着极显著正相关(P<0.01);除常年干燥区,季节性积水区和常年积水区CO2排放与土壤含水量存在极显著正相关(P<0.01);生态系统CO2排放与与活体生物量相关性优于凋落物生物量,构成显著相关。在不同水分条件下,温度是决定CO2排放的主导因子,活体生物量对CO2排放也具有一定的影响,说明影响CO2排放由多因子共同作用的结果。(5)不同水分条件下,CH4排放与5 cm地温存在着极显著正相关(P<0.01),与含水量在干燥区表现为显著相关。在常年积水区CH4排放与活体生物量呈现正相关,其余两个区域与活体生物量正相关,与凋落物生物量负相关,均不显著。水分条件是决定CH4成为源和汇的主导因子,同时CH4排放还受表层地温与生物量的影响。……   
[关键词]:干旱区;CO2;CH4;高寒湿地;巴音布鲁克
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:新疆农业大学2015年