不同盐沼土壤温室气体排放通量及其影响因素研究

摘要

盐沼湿地是温室气体的重要的“源”和“汇”，在CO2、CH4和N2O等温室气体的固定和释放中起着重要的开关作用，对全球的气候变化有着重要的影响。本研究测定了盐城海滨湿地三类典型植被芦苇（Phragmites australias）、互花米草（Spartina alterniflora）、碱蓬(Suaeda salsa)盐沼土壤温室气体排放速率，结合野外根系去除实验和室内温度控制实验，分析三种盐沼土壤温室气体排放的通量特征及其影响因素。结果表明:
　　三种盐沼土壤均为CO2的排放源，互花米草盐沼，芦苇盐沼和碱蓬盐沼的土壤CO2年平均通量分别为499.51mg·m-2·h-1、323.67mg·m-2·h-1、150.41mg·m-2·h-1。土壤温度的季节变化是引起土壤CO2排放季节变化的主要原因，土壤水分与土壤CO2通量正相关。芦苇盐沼、互花米草盐沼、碱蓬盐沼根系对土壤呼吸贡献率分别为52.6％，64.8％，15.6％。植物根系促土壤CO2排放。
　　三种盐沼土壤均为CH4的排放源，互花米草盐沼，芦苇盐沼，碱蓬盐沼的土壤CH4年平均通量分别为2.08mg·m-2·h-1、0.57mg·m-2·h-1、0.15mg·m-2h-1。土壤CH4通量与大气温度和土壤水分正相关。芦苇盐沼和互花米草盐沼中有根系样地CH4通量是无根系样地CH4通量的25倍和1.7倍，而碱蓬盐沼中根系对CH4排放通量无显著影响。
　　三种盐沼土壤总体表现为N2O的排放源。互花米草盐沼，碱蓬盐沼，芦苇盐沼土壤N2O通量年平均值分别为5.63μg·m-2·h-1、3.27μg·m-2·h-1、1.76μg·m-2·h-1。芦苇盐沼中水分与N2O呈现较弱的正相关，互花米草盐沼和碱蓬盐沼出现了水分抑制土壤N2O排放的现象，温度对土壤N2O通量无显著影响。
　　温度控制实验结果显示，芦苇盐沼、互花米草盐沼、碱蓬盐沼土壤CO2排放速率在5℃处最低，在40℃最高，最高值分别为481.96mg·m-2·h-1，394.00mg·m-2·h-1，218.29mg·m-2·h-1;土壤温度每升高1℃互花米草盐沼土壤呼吸通量增加速率为9.83％，芦苇盐沼为11.22％，碱蓬盐沼为6.13％;土壤CO2的温度敏感性表现为芦苇盐沼(2.19)＞碱蓬盐沼(2.15)＞互花米草盐沼(1.58)。芦苇盐沼N2O排放通量在30℃时最高为6.70μg·m-2·h-1，互花米草盐沼最高值在20℃为64.23μg·m-2·h-1，碱蓬盐沼在25℃最高值为47.40μg·m-2·h-1;土壤N2O的温度敏感性表现为互花米草盐沼(1.24)＞芦苇盐沼(1.18)＞碱蓬盐沼(1.03)。芦苇盐沼，互花米草盐沼，碱蓬盐沼的平均综合增温潜势分别为6.37×104kg·hm-2·a-1,8.67×104kg·hm-2·a-1,4.16×104kg·hm-2·a-1。

目录

声明

论文说明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的与研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 温度对温室气体通量的影响

1．2．2 土壤水分对温室气体通量的影响

1．2．3 植物根系对温室气体排放的影响

1．2．6 盐沼湿地土壤温室气体影响因素

1．2．7 温室气体通量的研究方法

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究内容与研究方法

2．1 研究区域概况

2．2 研究方法

2．2．1 样地简介及实验方法

2．2．2 样品处理

2．2．3 数据分析

第3章 不同盐沼土壤温室气体排放通量差异

3．1．1 土壤CO2排放通量的季节差异

3．1．2 土壤CO2累计排放通量差异

3．2．1 土壤CH4排放通量的季节差异

3．2．2 土壤CH4累计排放通量差异

3．3 不同盐沼土壤N2O排放通量的差异

3．3．2 土壤N2O累计排放通量差异

3．4 本草小结

第4章 盐沼土壤温室气体排放通量的影响因素分析

4．1 温度对盐沼土壤温室气体排放通量的影响

4．1．2 温度对土壤CH4排放通量的影响

4．1．3 温度对土壤N2O排放通量的影响

4．2 植物根系对盐沼土壤温室气体排放通量的影响

4．2．1 根系对土壤CO2排放通量的影响

4．2．2 根系对土壤CH4排放通量的影响

4．2．3 根系对土壤N2O排放通量的影响

4．3 水分对盐沼土壤温室气体排放通量的影响

4．3．1 水分对土壤CO2排放通量的影响

4．3．2 土壤水分对土壤CH4排放通量的影响

4．3．3 土壤水分对土壤N2O排放通量的影响

4．4 其他因素的影响

4．5 本章小结

第5章 盐沼土壤温室气体的温度响应及其综合增温效应

5．1 盐沼土壤温室气体的温度响应

5．1．1 盐沼土壤CO2排放的的温度响应

5．1．2 盐沼土壤CH4排放的的温度响应

5．1．3 盐沼土壤N2O排放的的温度响应

5．2 盐沼土壤温室气体的温度敏感性

5．2．3 盐沼土壤N2O的温度敏感性

5．3 盐沼土壤温室气体的综合增温趋势

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢