小興安嶺闊葉林沼澤溫室氣體排放及其對(duì)人為采伐干擾的響應(yīng).pdf

1、CO2、CH4和N2O是大氣中三種最重要的溫室氣體，對(duì)其源匯的研究是陸地生態(tài)系統(tǒng)和全球變化研究的主要領(lǐng)域之一。小興安嶺是我國(guó)山區(qū)沼澤主要分布區(qū)之一，沼澤類(lèi)型豐富，因此對(duì)其不同類(lèi)型沼澤開(kāi)展溫室氣體源匯通量的實(shí)驗(yàn)研究，探索相關(guān)的環(huán)境變化因素和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)其通量的影響具有重要的科學(xué)意義。本文選擇小興安嶺山區(qū)兩種典型的闊葉沼澤林類(lèi)型:毛赤楊(Alnus sibirica)沼澤和白樺(Betula platyphylla)沼澤為研究對(duì)象，利用靜態(tài)暗

2、箱-氣相色譜法，研究?jī)蓚€(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)沼澤濕地在自然狀態(tài)下CO2、CH4、N2O三種溫室氣體排放通量的時(shí)間和空間變化規(guī)律及其主要影響因素，及其在不同采伐干擾（皆伐、45％擇伐）方式下，沼澤生態(tài)系統(tǒng)生長(zhǎng)季節(jié)CO2、CH4和N2O排放通量的變化過(guò)程。結(jié)果表明:
　　(1)小興安嶺闊葉林沼澤生長(zhǎng)季節(jié)CO2排放通量具有明顯的變化規(guī)律，排放高峰期主要集中在春、夏兩季，秋季在較低水平排放直至秋末達(dá)到最低。溫度和植物生長(zhǎng)狀況對(duì)沼澤CO2通量季節(jié)變化影

3、響較大，且溫度與CO2排放相關(guān)性顯著。
　　(2)小興安嶺闊葉林沼澤CO2日變化具有一定規(guī)律性，大多都為單峰曲線(xiàn)，同一沼澤不同季節(jié)CO2排放日變化規(guī)律較一致，峰值發(fā)生在樣地溫度較高時(shí)段。兩種闊葉林沼澤CO2日平均通量都表現(xiàn)夏季＞春季＞秋季，這與生長(zhǎng)季觀(guān)測(cè)尺度上保持一致。
　　(3)小興安嶺闊葉林沼澤不同年份生長(zhǎng)季節(jié)都表現(xiàn)為CO2的排放的源，但時(shí)空排放具有一定差異性。在時(shí)間變化尺度上，生長(zhǎng)季節(jié)2007年CO2排放量明顯高于20

4、08年;在空間尺度上，生長(zhǎng)季節(jié)白樺沼澤CO2排放量高于毛赤楊沼澤。水位和地表溫度是CO2排放年際差異的主要影響因子，而水位又是同一時(shí)期CO2空間排放差異的主導(dǎo)因子。
　　(4)小興安嶺闊葉林沼澤生長(zhǎng)季節(jié)CH4排放通量具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律，排放高峰期主要集中在夏、秋兩季，而在春季和秋末甲烷通量在較低水平排放。水位和深層土壤溫度共同影響沼澤CH4通量季節(jié)變化，且與CH4排放相關(guān)性較顯著;當(dāng)水位達(dá)到一定高度不再成為限制因子時(shí)，溫度對(duì)C

5、H4排放影響表現(xiàn)的更為顯著。
　　(5)小興安嶺闊葉林沼澤CH4排放通量具有一定的日變化規(guī)律性，大多都為單峰曲線(xiàn)。同一沼澤不同季節(jié)CH4日排放變化規(guī)律較一致，峰值發(fā)生時(shí)間也較一致。兩種闊葉林沼澤CH4日排放通量都表現(xiàn)為秋季＞春季＞夏季，這與生長(zhǎng)季觀(guān)測(cè)尺度上基本保持一致。
　　(6)小興安嶺闊葉林沼澤不同年份生長(zhǎng)季節(jié)都表現(xiàn)為CH4排放的源，但時(shí)空排放差異性較大。在時(shí)間變化尺度上，同一樣地不同年份生長(zhǎng)季節(jié)CH4排放量2008年明

6、顯高于2007年;在空間尺度上，生長(zhǎng)季節(jié)毛赤楊沼澤CH4排放量顯著高于白樺沼澤。水位和深層土壤溫度是CH4年際排放差異的主要影響因子，而溫度、水位和維管植物豐富度又是同一時(shí)期CH4空間排放差異的主要因素。
　　(7)小興安嶺闊葉林沼澤生長(zhǎng)季節(jié)N2O排放通量季節(jié)變化規(guī)律不一致，但排放高峰期主要集中在春、夏兩季，且在早春和秋末N2O出現(xiàn)吸收現(xiàn)象。溫度與生長(zhǎng)季節(jié)N2O排放通量有一定相關(guān)性。
　　(8)小興安嶺闊葉林沼澤N2O日變化

7、規(guī)律差異性較大，但大多都為單峰曲線(xiàn)。毛赤楊沼澤N2O日排放通量在較高水平上波動(dòng);白樺沼澤不同季節(jié)N2O日變化規(guī)律較一致，夜間出現(xiàn)吸收現(xiàn)象。毛赤楊沼澤日排放量秋季＞夏季＞春季，白樺沼澤是夏季＞春季＞秋季，其日排放量差異和季節(jié)排放規(guī)律不一致。
　　(9)小興安嶺闊葉林沼澤不同年份生長(zhǎng)季節(jié)都表現(xiàn)為N2O的排放源，但時(shí)空差異性較大。在時(shí)間變化尺度上，同一樣地不同年份生長(zhǎng)季節(jié)N2O平均排放量2007年明顯高于2008年;在空間尺度上，生長(zhǎng)季

8、節(jié)毛赤楊沼澤N2O排放量顯著高于白樺沼澤。水位和土壤溫度對(duì)N2O年際排放差異有一定的影響，而水位和植物特有的固氮能力可能是N2O空間排放差異的主要原因。
　　(10)人為采伐（皆伐、45％擇伐）干擾后兩種闊葉林沼澤溫室氣體排放產(chǎn)生較大差異性，CO2排放量除白樺擇伐地外都有所上升，CH4排放量除白樺皆伐地外都大幅度下降，N2O排放量毛赤楊采伐地都大幅度上升、而白樺采伐地卻顯著降低。這主要是由于采伐后溫度和水位發(fā)生變化，二者的共同作用