水位對杭州灣蘆葦濕地甲烷排放的影響.pdf

1、水位是影響濕地甲烷排放的關(guān)鍵因子之一，為了明確濕地生態(tài)系統(tǒng)甲烷通量對水位梯度的生態(tài)響應(yīng)，本研究以杭州灣圍墾蘆葦濕地為研究對象，開展不同水位梯度下蘆葦濕地甲烷排放動態(tài)及其影響因素。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了四個(gè)水位梯度，分別為LW1（0cm水位）、LW2(10cm水位)、LW3（20cm水位）和LW4（30cm水位），于2014年4月-12月通過靜態(tài)箱-氣相色譜法測定了不同水位梯度下的甲烷排放通量，并且系統(tǒng)地研究了杭州灣不同水位下蘆葦濕地CH4排放的時(shí)空

2、變化特征和土壤CH4產(chǎn)生潛力的空間變化特征，同時(shí)通過模擬研究水位(0cm、5cm、10cm、20cm)對蘆葦濕地甲烷排放季節(jié)變化和日變化的影響，為實(shí)施杭州灣濕地低排放生態(tài)恢復(fù)工程提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1)采用靜態(tài)明箱-氣相色譜法對不同水位下甲烷排放通量進(jìn)行了原位觀測，杭州灣圍墾蘆葦濕地甲烷排放通量平均為7.03mg·m-2·h-1，四種水位梯度下甲烷排放通量均表現(xiàn)為CH4的源，夏季（6月-8月）是蘆葦濕地甲烷排放的高峰

3、期，其中樣點(diǎn)LW1、LW2甲烷排放最高值為3.92mg·m-2·h-1、18.21 mg· m-2·h-1，出現(xiàn)在7月中旬，樣點(diǎn)LW3、LW4的甲烷排放峰值分別為20.94 mg·m-2·h-1、22.06mg·m-2·h-1，出現(xiàn)在6月下旬;3·在蘆葦生長高峰期至成熟期（5月下旬至9月中旬），甲烷排放速率隨著水位升高逐漸增加，四種水位梯度平均CH4排放通量具體表現(xiàn)為LW4(10.184mg·m-2·h-1)＞LW3(8.556mg·m

4、-2·h-1)＞LW2(7.806mg·m-2·h-1)＞LW1(1.573mg·m-2·h-1)，在整個(gè)通量觀測期間，未淹水狀況下(LW1)平均CH4排放通量大小表現(xiàn)為夏季＞秋季＞春季＞冬季，而淹水狀況下(LW2、LW3、LW4)平均CH4排放通量大小表現(xiàn)為夏季＞春季＞秋季＞冬季。研究表明，在淹水狀態(tài)下，溫度和水位是杭州灣蘆葦濕地甲烷排放通量變化的主要影響因子，在未淹水狀態(tài)下，溫度、土壤有機(jī)碳和土壤含水量是杭州灣蘆葦濕地甲烷排放通量變

5、化的主要影響因子。
　　2)采用室內(nèi)厭氧培養(yǎng)法對杭州灣蘆葦生長初期和生長旺盛期不同水位下土壤甲烷產(chǎn)生潛力進(jìn)行了測定?？傮w看來，蘆葦生長旺盛期平均甲烷產(chǎn)生潛力顯著大于蘆葦生長初期，在蘆葦生長初期（4月）不同水位平均CH4產(chǎn)生潛力大小表現(xiàn)為30cm水位(0.167μg·g-1·d-1)＞20cm水位(0.121μg·g-1·d-1)＞10cm水位(0.103μg·g-1·d-1)＞0cm水位(0.011μg·g-1·d-1)，在蘆葦生

6、長旺盛期（9月）不同水位平均CH4產(chǎn)生潛力大小表現(xiàn)為10cm水位(2.158μg·g-1·d-1)＞20cm水位(2.118μg· g-1·d-1)＞0cm水位(2.050μg·g-1·d-1)＞30cm水位(1.462μg·g-1·d-1);在蘆葦生長初期（4月）隨著水位的增加，甲烷產(chǎn)生潛力逐漸增大，且四種水位梯度下均是表層0-5cm甲烷產(chǎn)生潛力達(dá)到最大，在蘆葦生長旺盛期（9月）甲烷產(chǎn)生潛力隨水位變化沒有明顯的規(guī)律;蘆葦在生長初期（4

7、月），甲烷產(chǎn)生潛力與土壤有機(jī)碳、土壤pH和土壤Eh顯著相關(guān)(p＜0.05），而蘆葦在生長旺盛期（9月），甲烷產(chǎn)生潛力只與土壤有機(jī)碳顯著相關(guān)(p＜0.05)，與土壤pH、Eh和電導(dǎo)率相關(guān)性均不顯著(p＞0.05)。
　　3)采用靜態(tài)箱-氣相色譜法研究了模擬條件下不同水位梯度(0cm、5cm、10cm和20cm)對蘆葦濕地甲烷季節(jié)排放以及晝夜通量變化的影響。結(jié)果表明蘆葦濕地受水位影響強(qiáng)烈，模擬期間四種水位梯度均表現(xiàn)為CH4的“源”。其

8、季節(jié)動態(tài)均呈“單峰”模式，但不同水位梯度下甲烷排放峰值出現(xiàn)的時(shí)間略有差異。具體表現(xiàn)為隨著水位的增加逐漸延后，在蘆葦生長前期表現(xiàn)為:10cm水位＞20cm水位＞5cm水位＞0cm水位，而在蘆葦生長后期表現(xiàn)為:20cm水位＞10cm水位＞5cm水位＞0cm水位。四種水位梯度CH4通量日變化則均表現(xiàn)為晝高夜低，且平均甲烷排放通量與當(dāng)日10:00持平。此外，通過相關(guān)性分析表明，氣溫、水溫是土壤CH4通量的主導(dǎo)因子，而土壤溫度對淺水位（0cm、5