题目: 降水梯度对青海湖河源湿地温室气体排放日变化的影响
温室气体主要的源和汇来自陆地生态系统 。湿地生态系统敏感脆弱, 由于受气候变化和降水量变化影响, 湿地生物群落、 湿地蒸散发速率、 水文地质、 水文化学和生物区系均发生了变化 , 从而进一步影响湿地生态系统碳、 氮循环过程 。湿地在长期水淹的厌氧情况下导致有机质积累, 成为重要的碳汇 。在人类活动和气候变化的影响下湿地的碳汇功能有所减弱。CH4、 N2O在有机质加速分解影响下, 湿地逐渐成为温室气体的排放源 。
研究内容:
水分是影响高寒生态系统生长发育的主要限制因素, 为探明不同水分条件对湿地温室气体排放特征的影响, 选取青海湖流域瓦颜山河源湿地为研究对象, 利用不同的水分特征湿地, 通过静态箱-气相色谱法, 监测了湿地24h温室气体排放特征,探究了2020年和2021年8月(生长旺季)的 CK(对照处理)、 +25%(增雨 25%处理)、-25%(减雨 25%处理)、 +75%(增雨 75%处理)、 -75%(减雨 75%处理)条件下,对二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)日变化趋势。结果表明: (1)CO2排放范围为47.52~123.71 mg·m-2·h-1, CH4通量范围为-8.50~6.74µg·m-2·h-1,N2O通量范围为-15.82~6.90 µg·m-2·h-1。 ( 2)CK、 +25%、 +75%处理下CO2、 CH4、 N2O日变化表现为排放状态; -25%处理下 CO2日变化表现为排放状态, CH4、 N2O 表现为吸收状态; -75%处理下 CO2、 N2O 日变化表现为排放状态, CH4表现为吸收状态, 不同降水处理之间存在显著差异(P<0.05)。 (3)CO2与 0~10 cm 土壤温度呈显著正相关(P<0.05), 与土壤水分呈显著负相关(P<0.05); CH4与土壤温度呈显著负相关(P<0.05), 与土壤水分呈显著负相关(P<0.05); N2O与土壤温度呈正相关(P<0.05), 而CK 处理与土壤水分呈负相关, 减雨处理呈正相关(P<0.05), 但无明显规律。(4)不同水分处理下植物群落发生小幅度演替情况。土壤水分、 温度的平衡对该区的温室气体排放通量影响较为显著, 应避免失调导致温室气体排放量升高。
研究方法:
降水量梯度选择,模拟+25%梯度降水量约为 525mm 、 -25%梯度降水量约为 315mm、 +75%梯度降水量约为735 mm、 -75%梯度降水量约为105 mm。其目的是模拟该类型湿地的降水增多和减少对植被、 土壤及微生物等的影响, 从而进一步得出对生态系统温室气体的影响。
温室气体通量观测选取 2020 年、 2021 年 8月 生 长 旺 季 进 行 24 h 样 品 采 集 ,选 取 增 减 降 水25%、 75%处理和对照组(CK)进行观测。本研究采用静态箱暗箱原理测定陆地-大气界面 CO2、 CH4和N2O 交换通量, 观测频率为 4h1次, 共 3 组重复, 通量观测期间, 凹槽内注水起密封作用, 将暗箱扣至地面凹槽之上。第 1 管样品 0 min 空气, 之后每间隔15min 采集 1 次气体样品, 共采集 3 次, 每管样品 50 mL。样品采集完毕后, 运回实验室进行室内试验。
研究结论:
在全球变化大背景下, 在减雨处理下 3 种气体排放通量明显小于增雨处理下 3 种温室气体排放通量, 从而可以看出, 降雨量的增加使瓦颜山河源湿地温室效应相应增加, 从而影响该区域碳氮收支平衡。青藏高原高寒湿地的生长旺季 24 h的通量研究虽不足以说明 “源汇"问题, 但生长旺季的日通量测定能对该区或相同类型湿地提供理论性参考, 今后对该区域的研究将延长时间尺度, 并结合微生物分析视角, 探究湿地的碳氮循环机理。
2020 年瓦颜山河源湿地不同降水处理土壤 2020 年不同水分处理下地上、地下生物量特征
全氮全碳含量变化
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