中国东南部红树林CO2和CH4排放通量及其控制因子研究

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红树林湿地处于潮汐周期性淹水的厌氧环境,被认为是大气二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的主要排放源之一,但目前对于红树林湿地排放通量的高低及其对温室效应的贡献存在很大的争议。在全球变暖与土地利用类型快速改变的背景下,红树林湿地和产生机理及调控因素也尚不明确。本硕士论文研究采用静态密闭箱法测定了不同潮位、不同季节的热带与亚热带红树林湿地和通量,同时收集了文献中不同区域的红树林湿地通量,综合评估了红树林湿地通量的排放特征及与排放相比对气候变暖的相对贡献。此外,基于室内控制实验,探究温度对红树林湿地、人工湿地和淡水湿地和产生量的影响。主要结果与结论如下:(1)野外观测数据表明,天然红树林湿地通量一般较低;相比于排放,排放对温室效应的贡献极低(<10%),但会因营养盐与淡水输入增加而显著增加。中国东南部福建漳江口和海南清澜港红树林湿地的排放通量分别为1.52~4.91μmol m-2 h-1和0.65~14.18μmol m-2 h-1。福建漳江口高潮位在湿季测到较高通量(达123.59μmol m-2 h-1)是由于附近渔业养殖带来营养盐与淡水输入。分析文献收集的红树林湿地通量数据同样表明,全球多数地区天然红树林湿地通量处于较低的水平,但养殖废水或过量淡水输入会显著提高红树林湿地通量。(2)温度升高对有氧与厌氧条件下的湿地产生具有促进作用,对不同植被类型的影响程度从高到低依次为:红树林湿地(白骨壤、秋茄)>人工湿地(虾塘、鱼塘)>淡水湿地(睡莲、芦苇),主要是由于不同植被类型存在本底碳组分与营养盐差异造成的。温度升高促进厌氧条件下的湿地产生,其中白骨壤林的响应程度最高,主要是由于白骨壤林沉积物中存在较高含量的铵态氮和有效磷等营养盐,加速了有机质被微生物分解矿化为。综上所述,红树林湿地通量主要来源于受人为干扰严重的红树林区域,评估红树林对温室效应的贡献应当考虑人为活动的影响程度。红树林湿地和产生量对温度升高响应明显,未来需要关注土壤碳库对气候变暖的响应与适应。本研究结果有助于理解红树林等滨海湿地碳排放的调控机制,可为我国红树林湿地管理和生态修复工程提供科学依据。
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