若尔盖高寒泥炭湿地甲烷排放特征研究

【摘要】：甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳的重要温室气体,其在百年尺度上的增温潜势是二氧化碳的28倍,其源和汇机理的认知引起重要关注。高寒泥炭湿地是重要的大气甲烷排放源,但由于高寒湿地非生长季的气候条件极其恶劣,过去的原位观测研究大多集中在生长季,致使迄今仍对季节性冻土区高寒泥炭湿地尤其是非生长季CH4排放缺乏充分认识。本研究以地处青藏高原东北部的若尔盖地区典型湿地为例,采用静态暗箱-气相色谱人工观测方法,开展了跨越冬、春季和初夏季连续9个月的原位观测研究,试图了解该湿地CH4排放特征及非生长季排放的相对重要性。结果与初步结论如下:1)整个观测期间湿地通量平均值介于0.1~1.0 mg C m-2 h-1之间;2)该湿地在非生长季也有较强的CH4排放,且非生长季CH4通量的温度响应系数Q10(18.1~29.8)远远大于在生长季(1.4~2.2),这意味着非生长季的CH4排放对气候变暖更敏感得多;3)结合其他生长季的观测结果,对观测数据的外推估计,该湿地的CH4年排放量约为30 kg C ha-1 yr-1,其中非生长季的贡献率高达50%以上;4)观测期的CH4通量具有明显季节变化,可解释为温度季节变化、土壤冻结与消融过程、水位(或土壤湿度)季节动态和植物生长节律等共同作用的结果;5)观测期的CH4通量还在构成湿地景观的三种微地形之间呈现出显著差异,即凸起处的排放相对最弱,凹陷处居中,二者的过渡带相对最强(p0.01),它们对整个湿地排放量的贡献率依次估计为大约22%、35%和43%,这种空间差异性可解释为水位(或土壤湿度)、植物分布和土壤有机质含量等因素的空间差异所致。不过,本研究中原位观测的持续时间相对较短,因而上述结果或结论能否在年度或更长时间尺度上重现,还需要长期连续观测研究加以检验。 【关键词】：甲烷排放 高寒泥炭 季节性冻土湿地 空间变异 温度敏感性
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 湿地CH_4地-气交换的国内外研究进展12-19
• 1.2.1 大气中CH_4的源和汇12
• 1.2.2 湿地CH_4产生、氧化和传输机制12-16
• 1.2.3 CH_4排放的主要影响因素16-19
• 1.3 高寒湿地CH_4研究现状19-20
• 1.4 研究内容、拟解决的科学问题和技术路线20-22
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 拟解决的科学问题21
• 1.4.3 技术路线21-22
• 第二章 研究区域概况和研究方法22-30
• 2.1 研究区域概况22-23
• 2.1.1 气候条件22
• 2.1.2 植被特征22-23
• 2.2 试验设计23-25
• 2.3 样品采集和分析方法25-27
• 2.3.1 气体采样箱25
• 2.3.2 气体样品采集过程25-26
• 2.3.3 样品采集频率和分析26
• 2.3.4 通量计算方法26-27
• 2.4 其他辅助数据采集27-28
• 2.4.1 土壤样品采集及测定27
• 2.4.2 土壤温、湿度测定27-28
• 2.4.3 箱温、气温、降水和水位的测定28
• 2.5 数据处理及统计分析28-30
• 第三章 结果分析30-36
• 3.1 降水、气温和土壤温湿度30-31
• 3.2 高寒湿地甲烷通量季节变化特征31-33
• 3.3 高寒湿地冻土变化33
• 3.4 土壤温度和水位与甲烷通量之间的关系33-36
• 第四章 讨论36-40
• 4.1 非生长季对全年甲烷总量的重要36
• 4.2 甲烷排放季节动态的主要影响因素36-38
• 4.3 三种微地形间的甲烷通量差异及其影响因素38-40
• 第五章 结论与展望40-41
• 参考文献41-46
• 致谢46-48
• 作者简介48

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