气候变化对气候变化的影响以三江平原湿地为例.docxVIP

气候变化对气候变化的影响以三江平原湿地为例 ch4和n3o是地球上的重要温室气体，它们的分子扩温潜势分别比b221和290倍（mloyd，1995）。目前，ch4和t2o的浓度分别为1.72、0.312molmol-1，每年的增长率为0.6%和0.2%0.3%（simpsonetal.，1999）。CH4和N2O对生态环境的影响主要是能使全球气候变暖以及破坏臭氧层(Peiet al., 2003),因此,近几十年来其对环境和气候变化的影响越来越引起人们的关注。大气中的CH4和N2O有70%～90%来自于地表生物源(Duxberget al., 1993),而湿地(包括天然湿地和水稻田)CH4的排放约占全球CH4源的40%～50%(Whiting & Chanton, 1993),是大气CH4的主要生物排放源;有些研究者也指出,湿地中N2O排放的增加是目前全球N2O通量的一个重要部分(Leteyet al., 1981)。因此,湿地生态系统CH4和N2O向大气的排放已成为科学研究的热点。 温度、水文条件是影响湿地CH4和N2O排放的重要环境因素。水位是影响湿地CH4排放的重要因素,它决定了湿地土壤的厌氧度及氧化带的深度(Moore & Dalva, 1993);而土壤的水分状况不仅影响土壤N2O的生成量,也极大地影响了N2O向大气的传输速率(刘景双等, 2003)。土壤温度是限制分解过程,特别是CH4生成的主要因素(Sorrellet al., 1997);同时温度又是影响微生物硝化、反硝化活性的重要因子(Smithet al., 1998)。而湿地植物则是湿生环境的外在标志,其分布的差异性体现了湿地水文和湿地土壤环境的分异。三江平原湿地是我国最大的沼泽湿地集中、连片分布区,各类湿地总面积达83.5×104hm2(李颖等,2002)。已有的研究表明,该湿地生长季是一个CH4排放源和N2O可能的汇,土壤温度、水位和氧化还原电位是影响两种温室气体的重要影响因素,但缺少CH4和N2O排放的同步观测,而且对于影响不同类型湿地CH4和N2O排放的主导环境因子的确定还不十分清楚。本文通过对沼泽湿地生长季不同植物带CH4和N2O排放的对比研究,探讨影响不同植物带CH4、N2O排放的主要环境要素,以期深入认识沼泽湿地温室气体排放的特征及主导因子的影响,有助于进一步揭示CH4和N2O产生和排放的机理。 1 试验材料和方法 1.1 气体观测试验 研究区选在三江平原腹地典型沼泽湿地分布区,区内海拔高度55.4～57.9 m,属北温带湿润大陆性季风气候,1月平均气温-18～-21 ℃,7月平均气温21～22 ℃,年均温1.6～1.9 ℃。冰冻期达5个月,最深冻深达1.9 m。年降水量565～600 mm,60% 以上集中在6～8月,年蒸发量542.4～580 mm。气体观测试验布置在黑龙江省东北部的洪河农场内的一处碟型沼泽洼地内(47°35′ 17.8″ N, 133°37′ 48.4″ E),距离中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站10.9 km,面积20 hm2。该沼泽洼地的植被类型及其分布特征与三江平原沼泽湿地生态试验站极其类似,在三江平原沼泽湿地类型中颇具代表性。分布的主要植物群落类型为小叶章(Deyeuxia angustifolia)、毛果苔草(Carex lasiocarpa)和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)。主要优势植物群落围绕洼地中心沿不同的水分梯度带由中心到边缘呈环带状分布(图1)。土壤类型依次为泥炭沼泽土和草甸沼泽土。各群落带0～25 cm土壤理化性质及植物地上最大生物量见表1。 在碟形沼泽洼地区,依据地表淹水状况依次选取3个观测点,即处于洼地边缘,季节性淹水的小叶章植物带(A);靠近洼地中心,长期淹水的毛果苔草植物带(B);位于洼地中心,长期淹水的漂筏苔草植物带(C)(图1)。 1.2 气体、水质及仪器 采用静态箱_气相色谱法测定CH4、N2O的气体通量。已往的研究发现,使用透明箱均出现了明显的温室效应,箱内外温差可达5～8 ℃(刘景双等,2003)。为了降低静态箱内外温度的差异,本试验中采用暗箱采样。气体采集箱材质为不透明PVC板(厚度3 mm),外刷白漆并罩两层白布,内置搅气小风扇和采气三通阀。箱体底面积为50 cm×50 cm,高为50 cm。为了防止采样时箱内的气体不外泄,采样前一周在各观测点埋入不锈钢底座,采样时将采样箱扣在底座的水槽里并加水密封。采样期为2003年6月1日至9月27日,每周观测1次。样品采集用100 ml医用玻璃注射器(注射嘴安装有采气三通阀),在30 min时段内,每10 min通过采样箱上的采气三通阀抽取箱内气体100 ml。采集的气体通过采气三通阀注入铝塑复合气袋(化工部大