盐城滨海湿地温室气体通量与表层沉积物理化性质的相互关系

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盐城滨海湿地作为江苏省重要的自然湿地之一,是我国面积最大、生态类型最齐全的典型淤泥质潮滩。本研究选取盐城国家级珍禽自然保护区核心区作为实验区域,采用野外定位观测和室内样品分析相结合的“静态暗箱-气相色谱法”(static opaque chamber-gas chromatography),测定和分析了不同季节、不同植被覆盖下盐城滨海湿地温室气体(CO2、CH4、N2O)通量、表层沉积物理化性质以及两者之间的相互关系。采用Arc-GIS、Excel、 SPSS、Origin75等图像和数据处理软件,运用了相关分析,回归分析,主成分分析等数学方法。结果表明:1盐城滨海湿地是CO2的排放源(依据本文的研究时间尺度),5月份,9月份和12月份的平均排放通量分别是:233.02mg/(m2·h)、508.79mg/(m2·h)、107.25mg/(m2·h)。2盐城滨海湿地CH4通量基本处于碳平衡状态(依据本文的研究时间尺度),5月份,9月份和12月份的平均排放通量分别是:-0.17mg/(m2·h)、1.4mg/(m2·h)、0.13mg/(m2·h)。3盐城滨海湿地(依据本文的研究时间尺度)5月份是氮汇,9月和12月份是氮源。平均排放通量分别是:-4.9ug/(m2·h)、14.71ug/(m2·h)、17.51ug/(m2·h)。4碳循环受植被和温度的影响大;影响氮循环的因素很多,随季节变化,由氮汇转化为氮源,并且排放通量越来越大。5盐城滨海湿地表层沉积物理化性质的年际差异大,但季节变化却不明显。TN%、TC%、TOC%自海向陆,均呈单峰型分布,最高值出现在互花米草滩。TIC%最小值出现在光滩,其他三个滩的含量差不多。C/N随季节变化呈‘N’型分布,即12月份芦苇滩的C/N比值又是一个峰值,主要原因可能是采样点位置靠岸变迁的缘故。6通过相关分析,得出9月份CO2通量与平均粒径(0.73)、TN%(0.732)、TC%(0.76)、TIC%(0.739)、TOC%(0.804)、含水量%(0.711)、0~10cm的土温(-0.764)具有显著地相关性。对其进行回归分析之后,得到CO2通量与平均粒径、TN%、TC%、TIC%指数拟合较好,而与TOC%线性拟合较好,与含水量%则是对数拟合好。拟合函数分别是:平均粒径:y=0.042e1.6x;TN%:y=37.807e44.249x;TC%:y=3.875e2.656x;TIC%: y=0.042e7.641x;TOC%: y=1643.646x-103.35;含水量%:y=-6753.498+2275.591n x7通过主成分分析,得出互花米草滩对CO2通量的贡献率最大,提取对3个主成分贡献最大的因子,即TN%、含水量%、C/N、土温2进行多元回归分析,以9月份温室气体通量为因变量,可以得出如下模型:Y1=-2164.902+35013.677X1—119.397X2+124.105X3+114.791X4Y2=24.557—224.256X1+1.553X2—1.098X3—1.594X4Y3=232.301+4714.38X1—27.584X2+3.975X3+8.994X4
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