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(duì)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(jí)生產(chǎn)力估算中的應(yīng)用。本研究的主要結(jié)論如下:
　　(1)在2005～2007年期間,崇明東灘河口濕地表現(xiàn)為較強(qiáng)的碳匯,其固碳強(qiáng)度為562～834gCm-2yr-1,遠(yuǎn)高于目前已報(bào)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(jí)生產(chǎn)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(dòng)態(tài)。在2005年和2007年,分別位于較高潮灘和較低潮灘的兩個(gè)站點(diǎn)(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(dòng)態(tài)具有顯著性差異,其年累計(jì)凈碳交換量之差高達(dá)100gCm-2yr-1以上。在大多情況下,兩站點(diǎn)的凈碳交換量對(duì)氣象因子的響應(yīng)是一致的,但在極端狀況下則表現(xiàn)出明顯差異,這說明對(duì)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(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)均存在一定的

3、異質(zhì)性。顯然,這些因素對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)土壤呼吸產(chǎn)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(jié)果,因此其對(duì)潮汐作用的響應(yīng)則更為復(fù)雜,同時(shí)受植被物候與潮

4、高的影響?？紤]到潮汐作用期間潮水會(huì)將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)移至鄰近海域,這顯然將影響河口濕地碳源/匯屬性的評(píng)估,因此,進(jìn)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(kuò)張迅速,且當(dāng)其蓋度在20～40％間時(shí),擴(kuò)張最快。在各站點(diǎn),互花米草在近海的區(qū)域比相應(yīng)近岸的區(qū)域擴(kuò)張更快。在研究期間,生態(tài)系統(tǒng)總初級(jí)生產(chǎn)力、生態(tài)系統(tǒng)呼吸和凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)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(shí),互花米草的入侵也改變了碳通量對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)。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(duì)溫度的響應(yīng)也發(fā)生一些變化,在相對(duì)低溫區(qū)域(＜26℃),生態(tài)系統(tǒng)呼吸對(duì)溫度的敏感性增加,而在相對(duì)高溫區(qū)域(＞26℃),對(duì)溫度的敏感性則降低。
　　(4)基于渦度協(xié)方差技術(shù)的通量監(jiān)測塔只能獲得幾百米或幾千米范圍內(nèi)的凈碳交換量,因此其結(jié)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