二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N₂O）这三大温室气体浓度的增加所导致的全球气温升高以及对未来全球变化影响是目前世界范围内各国政府和科学家重点关注的全球性环境问题之一。湿地是介于陆地和水体间的重要生态缓冲带,往往成为温室气体的一个重要排放源,与全球变化密切相关。长江口作为世界第三大河口,其潮滩湿地主要发育有长江口特有物种—海三棱藨草、芦苇以及入侵物种互花米草,生物量巨大。近年来,许多研究人员在辽河口、黄河口、长江口以及闽江河口等主要河口湿地,针对温室气体排放做了大量研究,但是专门针对河口湿地植被在温室气体产生排放过程中所起作用的研究尚鲜有报道。目前世界范围内针对植被对湿地温室气体排放的影响也大都集中在对CH4排放的影响机制研究上,而植被对CH4和N20综合影响效果的研究很少见到。本研究依托于国家自然科学基金青年科学基金项目“长江三角洲河网水体N20产生机制及其排放通量”和上海市科学委员会项目“长江口湿地CH4和N20排放及其对生态环境演变的响应和反馈”,选取长江口面积最大、迄今保存最为完整的崇明东滩湿地作为主要研究对象,应用环境科学、生态学、自然地理学等多学科综合性的研究手段,具体采取现场观测、野外采样、实验室分析和模拟验证等方法围绕植被对长江口潮滩湿地温室气体产生排放机制进行了系统的研究。在2011年到2014年为期四年的研究中主要开展了以下4方面的工作：1、长江口潮滩湿地海三棱藨草、芦苇和互花米草这三种不同植被类型覆盖下的温室气体排放通量观测以及涨潮水-气界面的温室气体排放通量监测；2、根据现场对植株拔除以及切割的各种处理方式,确定了各植被类型对温室气体排放的贡献；3、对以上三种植被覆盖类型下的沉积物孔隙水静态溶存温室气体特征进行了全面观测,以海三棱藨草为重点研究对象,探究了植被对孔隙水温室气体浓度的影响,并最终分析了其对界面温室气体排放的指示意义；4、对长江口这一典型低N型河口不同植被带的温室气体产生消耗状况进行了系统测定,并结合室内模拟实验最终揭示了海三棱藨草在沉积物CH4和N20产生和排放过程中的重要机制。主要取得了以下研究结论：（1）芦苇群落在光合作用下年平均CO2排放通量为-10.3.06mgCO2·m-2·h-1,表现为大气CO2的净吸收汇；互花米草带沉积物-大气界面的年平均C0₂排放通量为295.93 mgCO2·m-2·h-1,沉积物表现为大气CO2的净排放源；海三棱藨草带高频率的排放观测结果表明,海三棱蔗草尚未萌发的2-5月C0₂平均排放通量为83.25 mgCO2·m-2·h-1,夏秋季旺盛生长期在光合作用下平均排放通量为-191.54mgCO2·m-2·h-1,海三棱藨草凋亡之后,重新变为CO2排放源,海三棱藨草带C0₂年平均排放通量为-31.76mgCO2·m-2·h-1。长江口不同植被带的CH4排放通量均在夏季达到最大,芦苇带、互花米草带以及海三棱藨草带的CH4年平均排放通量分别为2.65mgCH4·m-2·h-1、0.83mgCH4·m-2·h-1和1.08mgCH4·m-2·h-1。长江口潮滩各植被群落-大气之间的N20排放通量在日变化以及季节变化的尺度上均呈现出了明显的源汇转变,其中芦苇带N20全年排放通量在-15.73μgN2O·m-2·h-1～10.13μgN2O·m-2·h-1之间变化,年平均排放通量为-0.26μgN2O·m-2·h-1；互花米草带全年在-1.32μgN2O·m-2·h-1～14.75μgN2O·m-2·h-1之间变化,年平均排放通量为3.98μgN2O·m-2·h-1；而海三棱藨草带的N20排放变幅最大,为-94.35μgN2O·m-2·h-1～64.00μgN2O·m-2·h-1,年平均N20排放通量为1.02μgNO0·m-2·h-1。（2）长江口海三棱藨草、芦苇以及互花米草这三种主要植被在CH4的排放过程中均起着重要的促进作用,地下CH4能够通过植株通气组织有效运输至大气,其中芦苇的运输作用最为明显,生长期内对CH4平均促进排放通量为1.99mgCH4·m-2·h-1互花米草和海三棱藨草次之,生长期内对CH4的平均促进通量分别为0.45 mgCH4·m-2·h-1和0.43 mgCH4·m2·h-1。芦苇、互花米草和海三棱藨草这三种植被均对N20的排放起着抑制作用,生长期内的平均抑制通量分别为1.27μgN2O·m-2·h-1、0.80μgN2O·m-2·h-1和6.22 μgN2O·m2·h-1；芦苇和互花米草在N20排放过程中所起的作用随着季节变化有所不同,其中春季和秋季都表现为促进N20的排放,在夏季和冬季表现为抑制N20的排放；相比较于芦苇和外来入侵物种互花米草,长江口土著物种海三棱藨草对N20排放的抑制作用最为恒定,整个生长期内一直表现为对N20排放的抑制。在100年的时间尺度上,海三棱藨草通过促进CH4排放所增加的碳排放当量为8.03 mgCO2-C·m-2·h-1,通过对N20排放的抑制作用所减少的CO2排放当量为0.65 mgCO2-C·m-1·h-1；芦苇通过影响CH4和N20排放过程所促进和抑制的CO2排放当量分别为37.35 mgCO2-C·m-1·h-1和0.1 mgCO2-C·m-1·h-1;互花米草促进CH4排放增加的C0₂排放当量为8.39mgCO2-C·m-1·h-1,抑制N20排放所减少的CO2排放当量为0.065 mgCO2-C·m-1·h-1。（3）相比较于自然状态下微弱的N20排放过程以及较弱的植被影响程度,沉积物-大气界面N2O排放通量对外源NO3--N的输入有着明显的响应,并且N20通量随着N03--N浓度的增高而升高,而N20排放通量对高浓度外源NH4+-N的输入则没有明显响应,这表明受限于自然状态下潮滩极低的N03--N含量,N20排放过程非常微弱,而在有充足底物来源时反硝化过程而非硝化过程,更有可能成为长江口潮滩湿地N20的产生来源。（4）长江口芦苇带沉积物孔隙水CO2浓度在4.58mg·L-1～99.82mg·L-1之间变化,互花米草带在5.49 mg·L-1～133.25 mg·L-1之间变化,而海三棱藨草在0mg·L-1～148.81mg·L-1之间变化。长江口潮滩各植被带沉积物孔隙水中CH4浓度在垂直剖面上均有着十分明显的变化特征,在表层20cm深度内,CH4浓度随沉积物深度的增加而显著增加,芦苇带、互花米草带以及海三棱藨草带沉积物孔隙水CH4浓度分别在0.013 mg·L～0.95mg·L-1.0.13 mg·L-1～0.55 mg·L-1和0.42mg·L-1～3.61 mg·L-1之间变化。受活性N含量的限制,长江口潮滩各植被覆盖类型下的沉积物孔隙水中N20含量处于极低的水平,相当一部分沉积物样品都未能检测到N20的存在,但是通过N03--N的添加,可以导致沉积物孔隙水中N20的迅速积累。（5）相关性分析表明只有存在于根层10cm～20cm的孔隙水中低浓度CH4,对沉积物-大气界面CH4排放有着显著相关关系,虽然沉积物中CH4浓度随深度有着显著增加,但是只有存在于根层的这部分CH4才能够被海三棱藨草直接运输至地上。对有草无草状况下的沉积物温室气体浓度的现场模拟实验表明,在植被正常生长情况下的孔隙水CH4溶存量明显低于没有植被生长时的孔隙水CH4含量,这表明,在长江口湿地沉积物中,相对于新鲜易降解有机质的提供,厌氧环境更能成为制约CH4产生的关键环境因素；但是,有草状况下的沉积物-大气界面CH4排放通量则又明显高于无草状况下的排放通量,这最终说明,与植被对地下沉积物中CH4的产生消耗过程的影响相比较,植被对CH4的运输过程的影响更加重要。（6）长江口潮滩湿地各植被覆盖类型的沉积物CO2最大产生速率均出现在夏季,互花米草、芦苇以及海三棱藨草全年CO2平均产生速率分别为1291.41ngCO2g·g-1·h-1、758.72ngCO2·g-1·h-1和910.34 ngCO2g·-1·h-1;不同植被覆盖类型下的沉积物CH4最大和最小自然产生速率分别出现在夏季和冬季,其对温度有着显著响应,互花米草带、芦苇带和海三棱藨草带沉积物CH4自然产生速率年平均值分别为0.88 ngCH4·g-1·h-1、5.63ngCh4·g-1·h-1和1.68 ngCH4·g-1·h-1;长江口潮滩沉积物的CH4氧化潜力并没有表现出明显的季节变化规律,互花米草带、芦苇带和海三棱蔗草带全年平均CH4氧化潜力分别为232.09 ngCH4·g-1h·-1、 118.63ngCH4·g-1·h-1和95.49ngCH4·g-1·h-1。（7）受限于极低浓度的沉积物NO3--N含量,长江口潮滩沉积物的N20产生过程十分微弱,并且各植被覆盖类型下也均未表现出明显的季节性差异,互花米草带、芦苇带和海三棱藨草带沉积物N2O年平均自然产生速率分别为0.13ngN2O·g-1·h-1,0.037ngN2O·g-1·h01和0.077 ngN2O·g-1·h-1;相比较于微弱的N2O自然产生过程,反硝化菌群的N转化功能并未削弱,长江口潮滩湿地有着很强的N2O消耗能力,各植被覆盖类型下的沉积物年平均N2O消耗潜力分别为33.50ngN2O·g-1·h-1、25.34ngN2O·g-1·h-1和25.92 ngN2O·g-1·h-1,这也是植被能够对界面N20进行吸收的根本原因；从季节变化情况来看,N20消耗潜力随季节和温度的变化呈现出规律性变化,温度越高N20消耗潜力越大。（8）从互花米草带、芦苇带和海三棱蔗草带沉积物反硝化过程中N20的产生比例可以看出,沉积物反硝化速率随季节有着明显的变化规律,温度较高的夏秋季节沉积物反硝化速率较高,但是N20在反硝化产物中所占的比例并未呈现出一致的季节变化规律；在沉积物垂直剖面上,反硝化速率随深度增加明显降低,表层沉积物是反硝化过程的活跃区,明显高于底层沉积物反硝化速率,但是N2O：N2这一比例在垂直剖面上同样未表现出一致的变化趋势,这说明虽然反硝化过程是N2O最主要的产生来源,但是N2O产生排放速率并未随反硝化速率升高而升高；相关性分析表明,温度、含水率和NO3--N含量是影响沉积物反硝化速率的重要环境因子,但这些因子并未对N2O：N2的比例产生明显影响。（9）通过沉积物提取态活性N特征、N2O产生和消耗潜力状况、孔隙水N2O浓度以及海三棱藨草对沉积物-大气界面N2O排放通量的抑制作用,结合其对N2O运输机制的室内模拟综合表明,在长江口潮滩湿地这一典型的活性N限制系统中,海三棱蔗草在长江口沉积物CH4和N2O产生排放过程中起着截然不同的作用,自由扩散是海三棱蔗草对温室气体的主要运输机制,海三棱藨草能够对地下高浓度CH4和大气中N2O同时进行着向上和向下的运输过程,运输至地下的N2O能够通过沉积物强的N2O消耗潜力,即反硝化过程的后半程反应将其还原为N2,从而表现为大气N2O的吸收汇。