膠州灣大沽河口濕地N2O、CH4排放規(guī)律研究.pdf

1、氣候變暖是當(dāng)今世界最大的全球性環(huán)境問(wèn)題之一，哥本哈根會(huì)議之后，溫室氣體的減排受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注。氧化亞氮(N2O)和甲烷(CH4)是重要的溫室氣體，在全球大氣環(huán)境中的輻射強(qiáng)迫能力僅次于二氧化碳(CO2)，但其溫室效應(yīng)分別為CO2的300倍和20～30倍。
　　 河口濕地處于海陸相交的區(qū)域，受化學(xué)、物理和生物等多種因素的強(qiáng)烈影響，是一個(gè)生態(tài)多樣性較高的生態(tài)邊緣區(qū)。咸淡水匯合與直接或間接的潮汐影響是河口濕地最基本的生境特征。河口

2、濕地作為容納凈化陸源污染物、削減其入海通量的天然屏障，在控制河口和近海水體營(yíng)養(yǎng)狀況以及全球碳、氮循環(huán)過(guò)程中扮演著十分重要的角色。近年來(lái)研究表明，海洋N2O排放量占全球排放總量的13％，河口和濱岸地區(qū)雖然只占到海洋地區(qū)的20%，卻產(chǎn)生了海洋N2O通量的一半以上。天然濕地甲烷排放占全球CH4排放的21%以上。隨著人類活動(dòng)的加劇，河口、濱岸環(huán)境碳、氮負(fù)荷的上升更是刺激了環(huán)境中微生物生命過(guò)程，N2O和CH4排放明顯受到影響。
　　 目前

3、國(guó)內(nèi)外對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)N2O、CH4的排放研究主要集中在面積較大的河口濕地。對(duì)于眾多面積小、分布分散的鹽、淡水潮汐濕地沒(méi)有給予更多的關(guān)注，特別是國(guó)際上目前十分缺乏中國(guó)沿海潮汐濕地N2O、CH4通量數(shù)據(jù)。目前河口、濱岸濕地生態(tài)系統(tǒng)N2O和CH4排放通量缺乏連續(xù)的、系統(tǒng)的、長(zhǎng)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)，N2O和CH4排放的機(jī)理研究不足，因此，對(duì)河口濱岸N2O和CH4的排放尚不能做出可信評(píng)估。
　　 膠州灣大沽河河口濕地是青島市最大的一片濕地，濕地

4、植被的建群包括蘆葦、結(jié)縷草、大米草、白茅等，本研究選擇膠州灣大沽河河口濕地不同濕地類型(蘆葦濕地、雜草濕地)作為研究對(duì)象，運(yùn)用靜態(tài)箱-氣相色譜法，于2009年9月～2010年8月對(duì)河口濕地生態(tài)系統(tǒng)N2O、CH4通量動(dòng)態(tài)變化和相關(guān)環(huán)境因子(氣溫、土溫、pH值、電導(dǎo)率等)進(jìn)行了觀測(cè)研究，明確了不同類型河口濕地生態(tài)系統(tǒng)N2O、CH4的通量特征、日變化、月變化和季節(jié)變化規(guī)律及關(guān)鍵影響因素，建立了一套膠州灣河口濕地N2O、CH4排放的相對(duì)完整數(shù)據(jù)

5、，同時(shí)為完善我國(guó)河口濱岸濕地溫室氣體排放清單提供科學(xué)依據(jù)。本文的主要結(jié)果如下：
　　 (1)蘆葦濕地和雜草濕地秋、冬、春、夏季N2O的排放通量日變化趨勢(shì)大體一致。早晨通量較低，之后排放量增加，在上午12點(diǎn)左右N2O排放出現(xiàn)一個(gè)峰值，隨后有所下降，到21:00點(diǎn)出現(xiàn)第二個(gè)峰值，接著逐漸下降。蘆葦濕地和雜草濕地各自在不同季節(jié)甲烷通量日變化趨勢(shì)不同，原因可能是各種環(huán)境因素的綜合作用，但蘆葦濕地和雜草濕地在同一季節(jié)甲烷日變化趨勢(shì)都很相似

6、。
　　 (2)蘆葦濕地四個(gè)季節(jié)N2O、CH4波動(dòng)較大，雜草濕地通量波動(dòng)較小。N2O排放量與5cm地溫、10cm地溫?zé)o顯著的相關(guān)關(guān)系，而雜草濕地N2O排放量與10cm地溫和箱溫線性相關(guān)(P<0.05)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.241*，0.208*。蘆葦濕地CH4排放量與5cm地溫、10cm地溫相關(guān)性不明顯，雜草濕地CH4排放量與5cm地溫、10cm地溫、氣溫和箱溫都呈極顯著線性相關(guān)(P<0.01)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.370**、

7、0.315**、0.349**、0.376**。
　　 (3)12個(gè)月中除2月、5月、8月之外，其他月份蘆葦濕地N2O排放量都高于雜草濕地。2月實(shí)驗(yàn)地氣溫維持在0℃以下，微生物活性較弱，N2O排放量較小，兩種濕地類型總體都表現(xiàn)為微弱的吸收。進(jìn)入8月，氣溫稍有下降，蘆葦濕地在觀測(cè)期間都處于淹水狀態(tài)，淹水條件創(chuàng)造的嚴(yán)格厭氧環(huán)境限制了N2O的形成和排放，所以檢測(cè)不到明顯的N2O排放，甚至表現(xiàn)為吸收N2O。12個(gè)月中除1月之外，其他月份

8、蘆葦濕地CH4通量都高于雜草濕地。蘆葦濕地和雜草濕地12個(gè)月都表現(xiàn)為排放。
　　 (4)兩種不同濕地類型，N2O季節(jié)排放不太一致，蘆葦濕地N2O季節(jié)排放通量為冬季>秋季>春季>夏季，雜草濕地N2O季節(jié)排放通量大小為夏季>秋季>冬季>春季。甲烷排放通量均夏季最高，秋季和冬季其次，而冬季CH4排放通量則相對(duì)較小。
　　 (5)蘆葦濕地N2O、CH4排放量明顯高于雜草濕地，主要是兩類濕地不同的水文特征和不同的植被種類造成的。蘆

9、葦濕地春、夏、秋、冬季的N2O排放通量分別為43.84、36.54、56.32、63.38mg·m-2，雜草濕地春、夏、秋、冬季的N2O排放通量分別為7.13、11.07、10.45、3.08mg·m-2；蘆葦濕地春、夏、秋、冬季CH4的排放通量分別為392.91、1020.83、821.70、140.62mg·m-2，雜草濕地春、夏、秋、冬季CH4的排放通量分別為1.56.94、417.24、159.46、19.10mg·m-2。春、