北极高纬度苔原CO2净通量的空间变异规律及影响因素

摘要

北极夏季无冰区苔原CO2的释放对全球碳循环起着重要的作用.在第4次北极科学考察(2008年7月26日—8月5日)期间,采用密闭箱法在北极新奥尔松(Ny-?lesund)黄河站区附近的鸟类保护区苔原(Tundra in Seabird Sanctuary,TSB)、普通海滩苔原(Tundra in Non-seabird Colony,TNS)和两者间的过渡苔原(Tundra in Transition Zone,TTR)监测CO2净通量(Net CO2 Fluxes,NEE)空间变异规律及其影响因素.结果表明:鸟类保护区苔原TSB的平均NEE为(–39.0±6.0)mg·m–2·h–1,为CO2吸收汇,且对CO2的吸收随着植被覆盖度和海鸟活动强度的增强而显著增强;普通海滩苔原TNS和过渡苔原TTR的平均NEE分别为(12.0±6.3)mg·m–2·h–1和(40.5±29.3)mg·m–2·h–1,均为CO2净排放源.普通海滩苔原TNS的CO2排放强度随土壤水分的减少和地势增高而增强;过渡苔原TTR中高地苔原区的平均NEE为(106.4±23.1)mg·m–2·h–1,为CO2强排放源;而泥炭苔原区的平均NEE为(–58.3±9.5)mg·m–2·h–1,为CO2强吸收汇.苔原土壤的理化性质对苔原NEE有重要影响,鸟类保护区苔原TSB和普通海滩苔原TNS的NEE与土壤含水率呈显著负相关关系(r=–0.44,P=0.003).鸟类保护区苔原TSB的NEE与土壤温度弱正相关(r=0.32,P=0.06),与NH4+-N(P<0.05)和NO3–-N(P<0.05)含量均显著负相关.在全球变暖的驱使下,不同地形地貌和海鸟活动特征的北极苔原区域CO2排放的复杂性将显著增强,对全球碳循环产生较大的影响,本研究也将为此提供科研资料.