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文檔簡介
1、水位是影響濕地甲烷排放的關鍵因子之一,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,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。實驗設置了四個水位梯度,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排放的時空
2、變化特征和土壤CH4產(chǎn)生潛力的空間變化特征,同時通過模擬研究水位(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,為實施杭州灣濕地低排放生態(tài)恢復工程提供理論依據(jù)。主要結論如下:
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)生潛力與土壤有機碳、土壤pH和土壤Eh顯著相關(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碳顯著相關(p<0.05),與土壤pH、Eh和電導率相關性均不顯著(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。結果表明蘆葦濕地受水位影響強烈,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日10:00持平。此外,通過相關性分析表明,氣溫、水溫是土壤CH4通量的主導因子,而土壤溫度對淺水位(0cm、5
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