论文部分内容阅读
气候变暖是当今全球性的环境问题,其主要原因之一是由于大气中温室气体浓度的不断增加,CO2、CH4和N2O被认为是最重要的温室气体。除了为大家所熟知的化学燃料燃烧外,陆地生态系统生物地球化学过程对大气CO2、CH4和N2O浓度的增加起着极其重要的作用。沟渠作为一种特殊的湿地生态系统,是陆地生态系统的重要组成部分,它对碳的储存以及产生CO2、CH4和N2O等微量气体等方面起着极其重要的作用。本研究在四川省盐亭县林山乡选择了具有代表性的三条沟渠作为实验对象:一条农业源头沟渠;一条主要排放村镇生活污水的生态沟渠和一条农林复合源头沟渠。采用静态箱-气象色谱法,同步对三条沟渠湿地生态系统主要温室气体(CO2、CH4和N2O)的排放和吸收进行观测与研究,同时,同步对气候、水分等环境因素进行观测与研究。研究结果如下:(1)整体来看,沟渠这种特殊的湿地生态系统绝对面积没有河流、湖泊及沼泽等湿地大,但就目前的研究来看,川中丘陵区湿地生态系统主要温室气体通量数据远超其他湿地类型。本研究中农田沟渠湿地生态系统CO2通量均值为350.6mg Cm-2h-1;生态沟渠土壤系统N2O通量均值达232.4ug Nm-2h-1;生态沟渠土壤系统CH4通量均值达8846.35ug Cm-2h-1。(2)三条不同类型沟渠横向比较来看,沟渠生态系统CO2通量均值大小依次为:农田沟渠>生态沟渠>农林复合沟渠;N2O通量均值大小依次为:生态沟渠>农林复合沟渠>农田沟渠;CH4通量均值大小依次为:生态沟渠>农田沟渠>农林复合沟渠。其中农林复合沟渠CO2、CH4和N2O通量、生态沟渠CO2通量及农田沟渠CO2和N2O通量均值都为:有植株>无植株;而生态沟渠CH4和N2O通量及农田沟渠CH4通量均值则为:无植株>有植株。(3)农林复合沟渠生态系统CO2通量范围在10.76-343.38 mg Cm-2h-1之间,生态沟渠在38.5-471.73 mg Cm-2h-1之间,农田沟渠在177.04-507.13mg Cm-2h-1、1.1-121.63mg Cm-2h-1之间;农林复合沟渠生态系统N2O通量范围在1.16-176.66ug Nm-2h-1,生态沟渠在11.98-441.53 ug Nm-2h-1,农田沟渠在3.57-167.07ug Nm-2h-1;农林复合沟渠生态系统CH4通量范围在-38.72-328.59 ug Cm-2h-1,生态沟渠在-32.72-44803.69ug Cm-2h-1,农田沟渠在64.2-21313.25ug Cm-2h-1之间。综上,处于自然无人为干扰沟渠生态系统植株的状态下,川中丘陵区沟渠湿地生态系统主要温室气体(CO2、CH4和N2O)都主要处于排放状态。(4)对农林复合沟渠而言,气温是其温室气体排放的主要影响因素,总氮对该沟渠CH4通量也有重要影响;生态沟渠湿地生态系统温室气体通量是气温与沟渠沉积物营养物质含量综合作用的结果,其中,气温与CO2通量季节变化趋势较为一致;沉积物可溶性有机碳、铵态氮、硝态氮和总氮含量与CH4通量之间呈显著正相关关系。