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温室气体的排放和全球气候变化与湿地生态系统碳循环密切相关。土壤剖面中二氧化碳和甲烷的产生和释放是生态系统碳平衡重要组成部分,因此研究其浓度分布及排放特征对深入理解和预测全球碳循环具有重要意义。本研究选取中国亚热带季风气候区的三种典型湿地(城市次生湿地-杭州西溪湿地XX、天然湿地-湖州下渚湖湿地XZ、稻田湿地-余杭区径山水稻田JS)作为研究区域,同时,在西溪采样点内选取高地(无积水)和洼地(季节性积水)进行对照性试验,分析不同湿地类型和水文状态对剖面气体浓度时空差异性的影响,揭示两个重要因素(土壤温度和土壤含水量)的影响规律模型,分析不同湿地类型土壤CO2和CH4排放通量及其影响因素。对研究CO2和CH4在土层中的产生与积累、垂直分布与扩散规律,以及估算真实的土壤呼吸速率有重要的意义。主要研究结果如下: (1)湿地类型和水文条件均对CO2/CH4浓度的时空差异性有影响。稻田湿地、天然湿地和无积水条件下的城市次生湿地土壤CO2浓度均呈现出相似的季节变化模式,夏季和秋季明显高于春季和冬季,且土壤剖面CO2浓度随着深度的增加而升高;稻田湿地CH4浓度也呈现出明显的季节变化模式,且土壤剖面CH4浓度随着深度的增加而降低。 (2)土壤温度和土壤体积含水量均与土壤剖面CO2/CH4浓度呈显著的正相关关系。不同湿地类型土壤剖面CO2浓度与土壤温度和土壤体积含水量的相关系数r2分别为0.251~0.813和0.266~0.735;土壤剖面CH4浓度与土壤温度和土壤体积含水量的相关系数r2分别为0.219~0.437和0.311~0.500。也可以用二元二次回归模型CO2浓度/CH4浓度=a+b T+cW+dT2+eW2来模拟剖面二氧化碳或甲烷浓度水平,结果表明土壤温度和含水量对土壤CO2/CH4浓度具有一定的交互影响,但是双因子方程的拟合效果并没有显著地增强。 (3)不管水文条件如何,三种不同湿地类型均表现为CO2排放的源(碳源)。而CH4排放通量则与湿地类型和水文条件有关,稻田湿地、天然湿地和城市次生湿地的无积水采样点,其CH4排放通量均为负数,表现为CH4的吸收(弱汇),而城市次生湿地的季节性积水采样点则表现为CH4的排放(碳源)。土壤CO2/CH4排放通量与大气温度、平均土壤温度、含水量、不同土层深度(10-50cm)下的CO2/CH4浓度均成显著正相关关系(p<0.05)。 (4)稻田湿地和城市次生湿地(季节性积水点)土壤剖面CH4浓度与CO2浓度均呈极显著正相关关系(p<0.01),相关系数为0.271和0.195;不同湿地类型CH4排放通量均与CO2排放通量具有极显著的正相关关系(p<0.01),相关系数r2为0.384~0.749。