辽河三角洲不同植被类型湿地呼吸通量和甲烷释放通量研究

【摘要】：湿地生态系统被认为是重要的碳汇之一,在全球碳循环中起重要作用。但是滨海湿地由于CO2和CH4的释放又有可能成为碳源,所以在全球碳循环收支平衡的计算过程中,同时需要获取这一部分的通量。为了研究辽河三角洲不同植被类型湿地的系统呼吸通量和甲烷释放通量,评价辽河三角洲滨海湿地固碳能力,于2012年和2013年的植物生长季(4-11月)利用静态箱法对辽河三角洲三种典型植被类型湿地(翅碱蓬湿地、芦苇湿地、稻田湿地)进行每月一次的系统呼吸通量和甲烷释放通量监测,同时测定了土壤含水量、土壤容重、土壤5cm处温度、箱内温度、土壤氧化还原电位、pH、地上部分生物量、气压、水样HC03-浓度等环境影响因子,结合已有研究探讨影响辽河三角洲不同类型湿地系统呼吸通量的环境影响要素,通过估算辽河三角洲三种湿地的系统呼吸通量和甲烷释放量,评价各类型湿地的固碳能力和潜力。 辽河三角洲翅碱蓬湿地系统呼吸通量与CH4释放通量值域分别为-3.921-934.831mg m-2h-1和-0.105-0.775mg m-2h-1,各通量有明显的季节变化,呈现夏季高冬春低的特征,其通量值受各种环境因子制约,温度和水位的季节变化是决定翅碱蓬湿地呼吸通量的主要因素。 辽河三角洲芦苇湿地系统呼吸通量与CH4释放通量值域分别为37.229-3338.843mg m-2h-1和0.073-68.624mg m-2h-1,甲烷释放通量表现出极大的空间异质性,夏季释放量极高,冬春季节极低,通量受温度、水位、芦苇种类等环境因子的共同影响。 辽河三角洲稻田湿地系统呼吸通量与CH4释放通量的值域分别为-1.674～1831.801mgm-2h-1和0.009～19.080mgm-2h-1,稻田灌水后相比于灌水前系统呼吸通量有明显降低,水稻插秧后随着水稻植株的生长,系统呼吸通量和甲烷释放通量不断升高,至水稻成熟后各通量有降低的趋势,其主要环境控制因子为温度的季节变化和水稻的生长过程。 辽河三角洲湿地的系统的CO2呼吸通量主要来源于芦苇湿地、稻田湿地,CH4的释放也主要来源于芦苇湿地和稻田湿地,翅碱蓬湿地以较小的系统呼吸量和极小的甲烷释放通量(有时呈现出CH4的吸收趋势)表现出良好的固碳能力,芦苇湿地和水稻田为明显的CH4释放源,稻田湿地牵扯到耕作管理因素因为芦苇湿地和稻田湿地有明显的能量输出,对其源汇的估计尚需要更多数据。 在30mmin静态箱实验中,箱内的C02浓度并不能够显著影响系统C02的释放速率,系统呼吸速率保持稳定,静态箱-气相色谱法测量系统CO2通量有可能造成通量的低估。 【关键词】：湿地 系统呼吸 甲烷释放 环境要素
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X171;X142
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-23
• 1.1 全球气候变化与温室气体概述7-8
• 1.2 全球湿地与中国湿地概况8-9
• 1.3 湿地的碳循环与埋藏机制9-11
• 1.4 对生态系统呼吸作用的定量及研究方法11-14
• 1.5 湿地温室气体释放与模型构建14-17
• 1.6 湿地温室气体释放的规律及环境因子的影响17-21
• 1.6.0 变异性17-18
• 1.6.1 土壤条件对温室气体通量的影响18-19
• 1.6.2 水分19-20
• 1.6.3 湿地植被类型20-21
• 1.6.4 其他因素21
• 1.7 研究区进行过的相关工作21-22
• 1.8 目的、意义和技术路线22-23
• 第二章 材料与方法23-33
• 2.1 研究区概况23-25
• 2.1.1 地质背景23-24
• 2.1.2 辽河三角洲的环境问题24-25
• 2.2 站点选择25-27
• 2.3 实验仪器的选取27-28
• 2.3.1 静态箱27
• 2.3.2 温室气体分析装置27
• 2.3.3 其他实验仪器和设备27-28
• 2.4 通量及环境因子监测方法28
• 2.5 环境参数监测方法28-29
• 2.6 数据分析处理29-33
• 2.6.1 通量计算过程29-30
• 2.6.2 数据处理30
• 2.6.3 环境因素与分析过程简写对照30-33
• 第三章 实验结果33-43
• 3.1 CO_2通量33-34
• 3.2 CH_4通量34-35
• 3.3 各站位环境因子35-43
• 第四章 讨论43-55
• 4.1 系统呼吸通量的季节变化43-44
• 4.2 甲烷释放通量的季节变化44
• 4.3 静态箱-气相色谱和静态箱-实时监测方法的差异44-46
• 4.4 系统呼吸通量的环境影响因子分析46-51
• 4.4.1 翅碱蓬湿地环境因子相关性分析48-49
• 4.4.2 芦苇湿地通量与环境因子相关性49-50
• 4.4.3 稻田湿地通量的环境因子相关性50-51
• 4.5 各站位环境因子的逐步回归分析51-52
• 4.6 利用土壤温度记录数据与通量值进行估算52-53
• 4.7 辽河三角洲湿地系统通量评估53-55
• 第五章 结论55-57
• 参考文献57-63
• 攻读学位期间的研究成果63-64
• 附录64-74
• 致谢74-75

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