長江河口濕地碳通量的地面監(jiān)測及遙感模擬研究.pdf

1、本文以上海崇明東灘河口濕地為例,通過地面監(jiān)測、遙感分析和模型模擬等途徑,探討了河口濕地碳通量的變化及其影響因子,并特別分析了潮汐作用和植物入侵對河口濕地碳通量的影響以及遙感模型在濕地生態(tài)系統(tǒng)總初級生產力估算中的應用。本研究的主要結論如下:
　　(1)在2005～2007年期間,崇明東灘河口濕地表現(xiàn)為較強的碳匯,其固碳強度為562～834gCm-2yr-1,遠高于目前已報道的其他類型濕地;其碳循環(huán)各分量(生態(tài)系統(tǒng)總初級生產力,生態(tài)系

2、統(tǒng)呼吸和二氧化碳凈交換量)表現(xiàn)出明顯的季節(jié)和年際動態(tài)。在2005年和2007年,分別位于較高潮灘和較低潮灘的兩個站點(下面簡稱為高灘站和低灘站)二氧化碳凈交換量(下面簡稱為凈碳交換量)的季節(jié)動態(tài)具有顯著性差異,其年累計凈碳交換量之差高達100gCm-2yr-1以上。在大多情況下,兩站點的凈碳交換量對氣象因子的響應是一致的,但在極端狀況下則表現(xiàn)出明顯差異,這說明對于具有環(huán)境梯度的生態(tài)系統(tǒng)而言,凈碳交換量本身及其對環(huán)境因子的響應均存在一定的

3、異質性。顯然,這些因素對全球變化研究中的尺度上推增添了較多的不確定性。
　　(2)崇明東灘河口濕地會受到潮汐作用的影響,其周期為15天,本研究觀測到凈碳交換量也表現(xiàn)出類似的周期性變化,其周期為10～20天。低灘站對潮汐作用的影響表現(xiàn)得更為敏感。潮汐作用通過水淹直接對土壤呼吸產生抑制來影響凈碳交換量,其影響也呈現(xiàn)出季節(jié)性變化。白天的凈碳交換量是植物光合作用與土壤呼吸作用疊加的結果,因此其對潮汐作用的響應則更為復雜,同時受植被物候與潮

4、高的影響?？紤]到潮汐作用期間潮水會將有機質轉移至鄰近海域,這顯然將影響河口濕地碳源/匯屬性的評估,因此,進一步的研究需要考慮橫向碳通量。
　　(3)根據(jù)遙感圖像分析,東灘濕地的入侵植物互花米草在2005～2006年間擴張迅速,且當其蓋度在20～40％間時,擴張最快。在各站點,互花米草在近海的區(qū)域比相應近岸的區(qū)域擴張更快。在研究期間,生態(tài)系統(tǒng)總初級生產力、生態(tài)系統(tǒng)呼吸和凈生態(tài)系統(tǒng)生產力(數(shù)值上等同凈碳交換量)都隨互花米草蓋度的增加而

5、增加。同時,互花米草的入侵也改變了碳通量對環(huán)境因子的響應。高光照條件下的光抑制得到一定程度的緩解;生態(tài)系統(tǒng)呼吸對溫度的響應也發(fā)生一些變化,在相對低溫區(qū)域(＜26℃),生態(tài)系統(tǒng)呼吸對溫度的敏感性增加,而在相對高溫區(qū)域(＞26℃),對溫度的敏感性則降低。
　　(4)基于渦度協(xié)方差技術的通量監(jiān)測塔只能獲得幾百米或幾千米范圍內的凈碳交換量,因此其結果很難直接上推到較大的區(qū)域尺度或全球尺度。VPM模型通過耦合通量塔監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)來估算生