论文部分内容阅读
全球气候变化已成不争的事实，而气候变化对湖泊生态系统温室气体排放的影响已引起科学家的广泛关注。湖泊生态系统CO2、CH4和N2O排放过程的规律与机制研究对于深入理解湖泊生态系统碳氮循环与气候变化的反馈机制具有重要的意义。本文依托中国科学院鄱阳湖湖泊湿地观测研究站，以该站附近鄱阳湖水域和湖滨湿地为研究对象，对CO2、CH4和N2O三种温室气体通量进行了连续一年的测定，系统分析了三种气体通量的排放规律及其影响因子。主要结论如下:
(1)本研究改进了湖泊温室气体通量测定的静态气室系统，经过反复室内预实验验证，其结果表明可以用于测定湖泊温室气体通量。水-气界面的漂浮箱气室和湖滨湿地气室内CO2、CH4和N2O三种温室气体浓度都随着时间线性增长。
(2)研究发现，CO2、CH4和N2O通量在鄱阳湖水-气界面的空间变异性很大，三种气体通量的空间变异系数分别为63.5％，52.2％和53.2％。CO2、CH4和N2O通量在鄱阳湖的变化范围分别为-0.25-0.54μmolm-2s-1，1.4-8.9nmolm-2s-1和0.012-0.21nmolm-2s-1。环境因素分别解释了CO2、CH4和N2O通量空间变异的55％，70％和89％。
(3)水-气界面三种温室气体通量存在明显的日变化和季节变化，且三种温室气体通量的变化模式相似。环境因子对CO2，Log|CH4|和N2O通量的日变化分别解释了53％、48.4％和47.1％;对CO2，LogCH4和N2O通量的季节变异分别解释50.9％、51.9％和42.4％。
(4)底泥微生物群落组成和多样性对水-气界面温室气体通量有着显著的影响。研究发现，细菌、革兰氏阳性菌和厌氧菌在鄱阳湖微生物中占主要地位，且微生物多样性存在着明显区域性差异。三种温室气体通量与辛普森多样性指数和香农-威纳指数呈显著的负相关。微生物的不同功能菌及比例对CO2、CH4和N2O通量分别解释了72.6％、52.9％和77％的变异。
(5)湖滨湿地三种温室气体通量也存在日变化和季节变化，但三种温室气体气体通量的变化模式不同。三种温室气体通量均在2011年5月达到最小值，这可能与2011年春季鄱阳湖大旱所致，且土壤表层温度和碳氮含量决定着三种温室气体通量的季节变化。