三江平原湿地岛状林CH4和N2O排放通量特征研究.docVIP

三江平原湿地岛状林CH4和N2O排放通量的特征 杨继松，于君宝，刘景双，王金达，孙志高，李新华 中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林 长春 130012 摘要：利用静态箱-气相色谱法对三江平原湿地岛状林生长季N2O、CH4的排放通量进行了为期4个月的原位测定，分析了三江平原湿地岛状林CH4、N2O排放通量的季节特征，并初步探讨了CH4、N2O排放通量与温度和土壤水分的关系。湿地岛状林CH4、N2O通量均呈现出明显的正负交替的变化特征, 通量范围分别为-560.45~706.35 μg/ m2·h 和-28.87~43.59 μg/ m2·h , 季节均值分别为41.88 μg/ m2·h 和11.56 μg/ m2·h 。结果表明, 湿地三江平原湿地岛状林土壤是CH4和N2O的汇。相关分析表明，CH4和N2O的排放与箱内温度具有弱相关性。土壤水分是影响湿地岛状林土壤CH4吸收、排放关系的重要因素, 而土壤的干湿交替能促进岛状林土壤N2O的排放。 关键词：甲烷通量；一氧化二氮通量；湿地岛状林；三江平原 中图分类号：X142 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）04-0476-04CH4和N2O是大气中重要的温室气体，其分子增温潜势分别是CO2的250和21倍[1]。目前，大气中CH4和N2O的体积分数分别为172010-9和312×10-9，并以每年0.6%和0.2%~0.3%的速率增长[2]。CH4和N2O对生态环境的破坏主要是能使全球气候变暖及破坏臭氧层[3]。近年来，其对气候和环境的改变越来越引起各国政府的注意[4]。湿地是CH4主要生物排放源，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%[5]。有些研究者也提出湿地中N2O排放的增加是全球N2O通量的一个重要部分[6]。目前关于湿地生态系统CH4、N2O通量的研究多集中于天然沼泽湿地[7~10]、水稻田[11, 12]、森林湿地[5, 13]等方面，而作为北方湿地中一种重要的景观组成____湿地岛状林却少有涉及。本研究通过对三江平原湿地岛状林生长季CH4、N2O通量的原位测定，分析岛状林CH4、N2O排放通量的季节特征，并初步探讨CH4、N2O排放通量与温度和土壤水分的关系，以丰富湿地生态系统温室气体排放的研究。 1 材料与方法 1.1 研究区概况 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1.04×104 km2[14]。试验地位于中科院三江平原沼泽湿地生态实验站内（133°13′N，47°45′E），站区海拔高度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 ℃。年降水量565～600 mm，60%以上集中在6～8月，年蒸发量542.4～580 mm。 三江平原湿地岛状林分布于乌苏里江江岸、支流小河的河岸、沼泽草甸内较高的残丘上，形成岛状分布。本研究所选岛状林样地位于实验站碟形洼地边缘的冈丘上，植被类型以蒙古栎（Quercus mon-golica）、山杨（Populus davidiana）、白桦（Betula fruticosa）、胡桃楸（Juglans mandshurica）为主；灌木层以胡枝子（Lespedeza bicolor）为主；草本植物有芍药（Paeonia lactiflora）、铃兰（Convallaia keiskei）、蕨（Pteridium aquilinum）等。植被覆盖度50%～80%，地表湿润，土壤类型为棕壤型草甸白浆土。表层土壤（0~10 cm）为疏松的腐殖质层，夹杂有大量分解程度差的枯枝落叶碎屑物，活草本根系较多，有机碳含量21.85%，全氮0.69%，NH4+-N 50.34 mg/kg，pH值为5.2（水土质量比为5∶1）。 1.2 气体采集及分析 采用静态透明封闭箱-气相色谱法原位测定CH4、N2O的气体通量，采样箱由厚为5 mm的透明有机玻璃制成，箱体底面积为50 cm×50 cm，高为100 cm，顶部装有搅拌小风扇，侧部安装有温度计，并设有采气孔。为了使箱内的气体不外泄，采样前一周在研究样地选取林下空旷地，埋入白铁制成的底座。采样时将采样箱扣在底座外缘的凹槽里并加水密封。采样期为2003年6月1日至9月28日，每次扣箱时间为采样当日的9:30～10:30，分别于扣箱后的0 min、20 min、40 min、60 min时进行气体的采集。采气器材为100 ml医用玻璃注射器，抽取气体的容积为100 mL，用铝塑复合气袋（化工部大连光明化工研究所生产，1L）密封储存。气体用配有63Ni电子捕获检测器（ECD）的岛津GC-14A