紅樹(shù)林土壤溫室氣體的排放規(guī)律及影響因素研究——以海南東寨港為例.pdf

1、隨著人們對(duì)全球變暖的關(guān)注，溫室氣體尤其是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的排放越來(lái)越受到重視，而關(guān)于溫室氣體排放的研究也在不同領(lǐng)域相繼展開(kāi)。海南東寨港紅樹(shù)林是我國(guó)種類(lèi)最為豐富，保存最為完整的紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)。本文選取海南東寨港紅樹(shù)林保護(hù)區(qū)內(nèi)4種常見(jiàn)群落，即海蓮群落、角果木群落、秋茄群落、無(wú)瓣海桑群落，以及裸露灘涂，設(shè)置溫室氣體收集樣地，從2013年11月至2014年10月，通過(guò)1年連續(xù)監(jiān)測(cè)各個(gè)樣地土壤甲烷和二氧化碳排放速率，并進(jìn)行比較和

2、分析，探究紅樹(shù)林土壤溫室氣體排放的規(guī)律以及影響其排放速率的各種因素。實(shí)驗(yàn)中采用靜態(tài)箱—?dú)庀嗌V法對(duì)樣地內(nèi)土壤 CH4通量進(jìn)行原位采樣，采用GC7890A氣相色譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定；利用 LI-8100A土壤碳通量自動(dòng)測(cè)量?jī)x對(duì)群落內(nèi)土壤CO2通量進(jìn)行原位測(cè)定，計(jì)算排放速率；每一類(lèi)型樣地設(shè)置三組重復(fù)樣方，每個(gè)樣方內(nèi)設(shè)置四種不同處理，包括A處理（同時(shí)去根和凋落物）、B處理（去根）、C處理（去凋落物）、D（不處理），同時(shí)測(cè)定土壤溫度、大氣溫度、

3、土壤理化性質(zhì)，包括TN、TP、SOC，以及凋落物量和凋落物分解速率等因子，分析上述因子與土壤CH4和CO2排放速率的相關(guān)性，進(jìn)一步分析影響二氧化碳和甲烷溫室氣體排放的因素。結(jié)果表明：
　?。ㄒ唬┒趸寂欧?br>　　1、在二氧化碳排放方面，紅樹(shù)林濕地土壤二氧化碳全年排放通量均值為1.489μmol·m-2·s-1；其中二氧化碳全年排放的最大峰值出現(xiàn)在6月份的無(wú)瓣海桑群落中，數(shù)值為12.70μmol·m-2·s-1。
　　2

4、、不同群落土壤CO2排放通量全年平均值大小順序?yàn)椋簾o(wú)瓣海桑群落>角果木群落>海蓮群落>秋茄群落>灘涂，其數(shù)值分別為3.9687μmol·m-2·s-1、1.6879μmol·m-2·s-1、1.3381μmol·m-2·s-1、0.6709μmol·m-2·s-1、-0.1842μmol·m-2·s-1，灘涂總體均值表現(xiàn)為吸收CO2.。差異顯著性分析顯示，除角果木群落和海蓮群落的CO2排放通量呈現(xiàn)差異不顯著（P>0.05），海蓮群落與秋

5、茄呈現(xiàn)顯著差異（P<0.05），其他群落之間以及群落與灘涂之間的CO2排放通量均呈現(xiàn)極顯著差異（P<0.01）；
　　3、全年紅樹(shù)林土壤CO2排放在3月～8月有較大排放通量，9月～2月排放通量較低且平穩(wěn)；紅樹(shù)林土壤CO2排放與氣溫（P<0.01，R2=0.748）和土壤溫度（P<0.01，R2=0.204）均呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)性。
　　4、各個(gè)紅樹(shù)林群落樣地土壤中A和B、C、D四個(gè)處理之間CO2排放通量差異極顯著（P<0.0

6、1），其通量大小順序?yàn)锳（去根去凋落物）>B（去根）>C（去凋落物）>D（未處理），相對(duì)應(yīng)的均值分別為3.5828μmol·m-2·s-1、2.946μmol·m-2·s-1、2.1595μmol·m-2·s-1、1.91μmol·m-2·s-1。在有紅樹(shù)林植被覆蓋的土壤下，破壞根系，會(huì)導(dǎo)致土壤之前通過(guò)綠色植物固定大氣中的碳重新被分解釋放到大氣中去，造成土壤碳流失，紅樹(shù)植物根系對(duì)于土壤碳固定和減少土壤碳流失有重要作用。
　　5、通

7、過(guò)比較人工群落（無(wú)瓣海桑群落）、天然群落（海蓮群落、秋茄群落和角果木群落）、灘涂土壤 CO2排放的差異，發(fā)現(xiàn)：人工林>天然群落>灘涂（P<0.01），相應(yīng)數(shù)值為3.9637μmol·m-2·s-1、1.2323μmol·m-2·s-1、-0.1842μmol·m-2·s-1。無(wú)瓣海桑群落作為外來(lái)引進(jìn)種其土壤CO2排放最大，極顯著大于天然群落和灘涂的CO2排放。天然群落土壤CO2排放通量極顯著大于灘涂。
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8、　1、在甲烷排放方面，紅樹(shù)林土壤甲烷排放全年均值為0.56μmol·m-2·s-1。其中甲烷全年排放峰值出現(xiàn)在9月份的無(wú)瓣海桑群落，數(shù)值為2.34μmol·m-2·s-1。
　　2、幾種不同類(lèi)型紅樹(shù)林群落中其土壤CH4排放通量大小順序?yàn)榍锴讶郝?無(wú)瓣海桑群落>角果木群落>海蓮群落>灘涂，其數(shù)值分別為0.6553μmol·m-2·s-1、0.5849μmol·m-2·s-1、0.5605μmol·m-2·s-1、0.4995μmol

9、·m-2·s-1、0.4703μmol·m-2·s-1；秋茄群落的土壤CH4排放通量極顯著大于海蓮群落和灘涂（P<0.01）。角果木群落和灘涂之間土壤CH4排放通量差異性極顯著（P<0.01)。無(wú)瓣海桑群落土壤 CH4排放通量顯著大于灘涂土壤CH4排放通量（P<0.05）。海蓮與角果木、無(wú)瓣海桑之間土壤CH4排放通量差異不顯著（P>0.05）。
　　3、全年CH4排放呈現(xiàn)波動(dòng)的增強(qiáng)趨勢(shì)，在5月CH4排放主要由土壤溫度決定，在7月主

10、要受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的大量凋落物以及凋落物全年分解速率的影響，9月甲烷排放是由較長(zhǎng)的淹水時(shí)間導(dǎo)致厭氧呼吸增強(qiáng)所致；土壤溫度與甲烷排放呈顯著相關(guān)（P<0.05，R2=0.183）。
　　4、四個(gè)紅樹(shù)林群落樣地土壤中四種不同處理土壤CH4排放通量大小順序?yàn)锳（去根去凋落物）>D（未處理）>B（去根）>C（去凋落物），其相應(yīng)數(shù)值為0.5868μmol·m-2·s-1、0.5926μmol·m-2·s-1、0.545μmol·m-2·s-1、

11、0.4618μmol·m-2·s-1。處理A、D處理分別與B處理、C處理之間土壤CH4排放差異極顯著（P<0.01），B處理和C處理之間土壤CH4排放差異極顯著（P<0.01）。
　　5、通過(guò)比較人工群落（無(wú)瓣海桑群落）、天然群落（海蓮群落、秋茄群落和角果木群落）、灘涂土壤CH4排放的差異，發(fā)現(xiàn)：土壤 CH4排放大小順序?yàn)樘烊蝗郝?人工群落>灘涂，相應(yīng)數(shù)值為0.5863μmol·m-2·s-1、0.5711μmol·m-2·s-1