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土壤CO2和CH4等温室气体排放量的增加可能是气温升高的原因之一。区域尺度温室气体贡献评估的基础是不同生态系统类型的温室气体排放速率。苔草泥炭沼泽是东北东部低山丘陵区河漫滩和沟谷中主要的生态系统之一。其独特的微地貌特征对土壤CO2和CH4排放的时空动态将可能产生显著影响。因此,本文选取长白山区典型苔草沼泽,根据水位差异,在生长季利用静态箱-气相色谱法(GC)对不同地貌部位(草丘、丘间)土壤CO2和CH4的排放通量进行监测,结合土壤温度(ST)、水位(WL)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)以及土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(AP)和过氧化物酶(PER)活性等因子进行分析,探讨了苔草泥炭沼泽微地貌格局下土壤CO2、CH4排放的时空动态,精确评估了苔草泥炭沼泽土壤CO2和CH4生长季累积排放量,明晰了草丘微地貌格局下泥炭沼泽土壤CO2和CH4的排放特征。在此基础上,通过分析草丘微地貌格局下非生物因子以及生物因子对土壤CO2和CH4排放的影响及相对贡献率,揭示了草丘微地貌对泥炭沼泽土壤CO2和CH4排放的影响机制。主要结论如下:(1)苔草泥炭沼泽中,环境因子随微地貌变化呈现出明显的空间异质性。方差分析表明,非生物因子中,草丘土壤温度(ST)、土壤pH、土壤有机碳(SOC)含量显著高于丘间(p<0.05),总氮(TN)和总磷(TP)含量显著低于丘间(p<0.05)。草丘水位(WT)低于丘间,但WL在草丘和丘间不具有显著性(p>0.05)。土壤含水量(SWC)含量在不同土层中表现不同,草丘0-10cm SWC含量显著低于丘间(p<0.05),而10-20cm SWC含量显著高于丘间(p<0.05)。生物因子中,草丘土壤水解酶(βG、NAG和AP酶)活性显著高于丘间(p<0.05),而草丘氧化酶(PER酶)活性显著低于丘间(p<0.05)。(2)苔草泥炭沼泽中,草丘及丘间土壤CO2和CH4的排放通量均具有明显的季节性变化动态。草丘和丘间土壤CO2的排放通量在季节上均表现为低值区出现在春季或秋季,峰值区出现在夏季。其中,草丘土壤CO2排放通量的最小值为279.52±46.77 mg m-2 h-1,出现在10月份,最大值为2021.03±34.40 mg m-2 h-1,出现在7月份。丘间土壤CO2排放通量的最小值为68.76±0.44 mg m-2 h-1,出现在5月份,最大值为735.26±166.93 mg m-2 h-1,出现在8月份。CH4的排放通量在季节上呈显出明显的单峰变化趋势,其排放通量低值区出现在春季,峰值区出现在夏季。草丘和丘间的最小值分别为1.29±0.07 mg m-2 h-1和0.64±0.21 mg m-2 h-1,皆出现在5月份,最大值分别为502.04±30.14 mg m-2 h-1和500.13±35.89 mg m-2 h-1,分别出现在8月份和7月份。(3)苔草泥炭沼泽中,土壤CO2和CH4生长季平均排放通量以及生长季累积排放量皆随水文地貌而存在空间异质性。不同微地貌部位土壤CO2生长季平均排放通量存在显著差异(p<0.05),表现为低水位草丘>高水位草丘>高水位丘间>低水位丘间,而土壤CH4生长季平均排放通量表现为丘间>草丘。土壤CO2-C生长季累积排放量表现为草丘>丘间,而土壤CH4-C生长季累积排放量表现为丘间>草丘。结合草丘的分布密度,土壤CO2-C生长季累积排放量为(1.31±0.11)×106 mg/m-2,土壤CH4-C生长季累积排放量为(0.59±0.09)×106 mg/m-2。即在苔草沼泽中,土壤CO2-C与CH4-C生长季累积排放量存在明显的空间异质性,且单位面积生长季土壤碳累积排放量为(1.90±0.20)×106 mg。(4)相关分析表明,ST、WL、pH、SOC、TP、βG酶、AP酶和PER酶与草丘土壤CO2排放通量在季节上的变化显著相关(p<0.05),线性回归与通径分析综合得出,草丘土壤CO2排放通量季节变化的主要影响因子为SOC、WL、pH、ST、PER酶、βG酶,其相对贡献率分别为21.31%、18.01%、17.09%、16.03%、11.19%、和11.01%。SOC、WL、pH、ST对土壤CO2排放的季节变化的影响直接影响,而其他理化性质和土壤酶则主要通过影响SOC间接影响土壤CO2排放的季节变化。ST和NAG酶与丘间土壤CO2排放通量显著相关(p<0.05),是丘间土壤CO2排放通量季节变化的主要影响因子,其相对贡献率分别为61.73%和38.27%。而与草丘CH4排放通量相关的环境因子有WL、pH、SOC、TN、TP和PER酶。线性回归与通径分析综合得出,其中pH、TP、TN、PER酶是草丘CH4排放通量季节变化的重要影响因子,其相对贡献率分别为35.32%、27.26%、13.89%和13.37%。WL则通过影响土壤营养物物质(TN和TP)对草丘土壤CH4排放的季节变化具有较高的间接影响。与丘间CH4排放通量相关的环境因子有WL、ST、pH和NAG酶,ST、pH和WL是丘间CH4排放通量季节变化的重要影响因子,其相对贡献率分别为44.97%、27.52%和24.20%,主要通过直接作用对丘间CH4排放通量的季节变化产生影响。(5)线性回归分析与通径分析综合得出,草丘微地貌下土壤CO2排放通量影响因子有SOC、PER酶、TP、pH、βG酶和ST,其相对贡献率分别为33.44%、24.43%、20.47%、7.75%、4.63%和4.59%。其中SOC、TP和土壤PER酶活性主要为直接影响因子,而微气候(ST)和其它的理化性质(pH、SWC)则通过影响土壤营养物质(SOC、TP)和土壤(PER)酶活性间接影响CO2排放的空间变化。草丘微地貌下土壤CH4排放通量的影响因子有土壤βG酶、ST、WL、pH、NAG酶和SOC,其相对贡献率分别为30.61%、21.91%、17.22%、14.15%、11.08%和5.03%。其中βG酶、ST、WL和pH主要为直接影响因子,而SOC则主要通过影响土壤酶活性间接影响CH4排放的空间变化。草丘微地貌在小尺度上的环境异质性对生态系统中土壤碳排放(土壤CO2和CH4)产生了显著影响。因此,本研究对于在全球变化背景下定量评估泥炭沼泽土壤CO2和CH4排放总量意义重大,可为我国履行有关国际公约以及构建相关模型提供基础数据,同时可为退化泥炭沼泽的生态恢复提供数据支撑。