【摘 要】
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溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)经过水迁移方式流失量的增加是泥炭沼泽碳损失的重要原因。因此,了解不同生境下DOC和POC浓度变化特征是评估区域尺度碳损失的重要依据。不同生境对有机碳浓度和组分可能会产生显著影响。白江河泥炭沼泽位于白山市靖宇县,包括相对完整的自然区、经过排水后的排水区、经
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溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)经过水迁移方式流失量的增加是泥炭沼泽碳损失的重要原因。因此,了解不同生境下DOC和POC浓度变化特征是评估区域尺度碳损失的重要依据。不同生境对有机碳浓度和组分可能会产生显著影响。白江河泥炭沼泽位于白山市靖宇县,包括相对完整的自然区、经过排水后的排水区、经过水文恢复实验后的恢复区,溪流流经森林及白江河泥炭沼泽。于2019年和2020年6月到10月,在白江河泥炭沼泽和贯穿其中的溪流,分别选择4个不同生境进行水样采集,分析其DOC和POC的浓度与组分、物质来源,揭示其空间变化特征和季节变化规律;结合水位、降水量、气温等气象和水文数据,分析沼泽水DOC和POC的影响因素,探讨沼泽水有机碳组分的时空变化机制。主要研究结论如下:(1)沼泽水的DOC浓度表现出了显著的时间变化特征,POC浓度表现出了显著的时空变化特征。DOC浓度表现为排水区>自然区>恢复区。2020年的POC浓度表现为自然区>排水区>恢复区。有机碳浓度在生长季表现出先增加后降低的趋势,沼泽水的有机碳浓度在8月出现最大值,在6月底出现最小值。(2)2020年溪流的DOC浓度表现为溪流汇合点>出口点>上游点>泉水。2019年溪流POC浓度表现为泉水>溪流汇合点>上游点>出口点。2020年溪流在流经不同生境下POC浓度空间异质性小。DOC浓度及2020年的POC浓度均表现为先增加后降低的趋势,2019年POC浓度表现为先减少后增加的趋势。有机碳浓度多在8月和9月出现最大值,在10月出现最小值。(3)沼泽水在不同生境变化下有机碳组分及来源不同。400 nm与600 nm处吸光度的比值(E4/E6)为自然区>排水区、比紫外吸光度(SUVA254)排水区>自然区,排水区DOC的腐殖化程度高,芳香组分与有色组分大,DOC的稳定性较强。排水区250nm与365 nm处吸光度的比值(E2/E3)的平均值均低于自然区,排水区DOC分子量体积较大。恢复区DOC的腐殖化程度、芳香组分、有色组分分子量大小居中。在研究期间的6、7、10月,DOC的C/N多小于20,DOC为以水生源为主和陆源的混合来源;8、9月DOC以陆源为主。沼泽水POC的C/N的平均值大于12。不同年份悬浮颗粒物(Suspended Particulate Matter,TSM)与POC均有较强的相关性(R2分别为0.866和0.949),POC以陆源为主。(4)溪流从上游到下游有机碳组分及来源不同。SUVA254、Abs400nm/DOC从泉水到出口点逐渐增加,E2/E3的平均值从泉水到溪流汇合点逐渐降低。从上游到下游,DOC的芳香组分、有色组分和分子量大小不断增加。2019年,溪流DOC的C/N多大于20,DOC以陆源为主。2020年,8月、9月DOC的C/N多大于20,DOC来源以陆源为主,其余时间以水生源为主。在2019年,溪流POC的C/N平均值为15.06,TSM和POC也有较强的相关性(R2为0.813),说明POC的来源以陆源为主;2020年,溪流POC的C/N的平均值为10.43,TSM和POC的相关性相对较弱(R2为0.742),POC更加接近陆源和水生源的混合来源。DOC及POC的C/N在生长季表现为先增加后降低,Fi在生长季先减少后增加,说明有机碳的陆源比例先增加后减少,微生物源比例先减少后增加。(5)沼泽水有机碳主要受水温和pH值的影响。温度升高、pH增加会引起沼泽水DOC浓度增加。pH值增加和溶解氧浓度升高会引起DOC的C/N增加。温度升高和降水增加会造成POC浓度的降低。(6)溪流有机碳主要受气温和pH值的影响。气温升高和pH值增加会引起溪流DOC浓度的提升。气温增加会引起Fi的降低。pH值增加会引起溪流POC浓度的升高。
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