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《南京林业大学》 2015年
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典型滨海湿地植被类型及收割方式对沉积物CO_2和N_2O释放的影响

崔洪磊  
【摘要】:滨海湿地是全球最重要的温室气体的源或汇之一,但同时也是人为活动干扰最为强烈的生态系统。CO2和N2O是两种重要温室气体。近年来,滨海湿地富营养化、生物多样性减小等生态环境问题日益突出。在我国,由于湿地过量生源要素去除的需要,以及造纸等行业对芦苇等的大量需求,冬季植被收割已成为最常见的湿地植被管理方式之一。尽管以往针对湿地生态系统温室效应气体排放及影响因素已经开展了大量卓有成效的研究,然而,目前有关不同覆被类型,特别是冬季收割影响下沉积物中典型温室气体排放差异及其变化的探索还很不充分。本文以长江入海口典型滨海湿地——崇明东滩为原型区域,对芦苇、互花米草等植被进行冬季收割与不收割管理,分别在收割后的不同天数以及春、夏、秋、冬4个季节采集沉积物样品,采用室内培养的方法(30℃、40℃),借助GC等仪器,研究芦苇、芦苇-互花米草交错带、互花米草、光滩4种覆被下沉积物CO2和N2O排放的差异,同步比较不同季节4种植被带两种温室气体的排放特征。项目研究有望为湿地CO2和N2O排放评估与调控研究提供理论依据。主要研究结果如下:(1)在30℃条件下,光滩沉积物CO2排放在春、冬季节最高,互花米草和芦苇带沉积物CO2释放高峰期在冬季。光滩和芦苇带沉积物N2O排放量在夏季最高,相比较而言,互花米草带沉积物N2O排放的季节变化不明显。当温度升至40℃时,四个植被带CO2排放高峰全部出现在春季。N2O排放量随温度升高明显增加。相关性分析表明,高碳氮比条件有利于CO2的释放,低碳氮比条件下,氮素更易于还原为N2O。温度从30℃增加至40至后,沉积物理化性状与CO2、N2O累积排放量之间的关系减弱。(2)30℃时,互花米草和互花米草-芦苇交互带植被收割并不增加沉积物CO2的释放(P0.05),但当温度升高至40℃后,植被收割可能引起沉积物CO2的释放量增加。不同植被类型之间,芦苇带沉积物CO2的释放量明显低于互花米草和互花米草-芦苇交互带,这表明互花米草和互花米草-芦苇交互带沉积物碳的呼吸损失要高于芦苇植被。因此,从沉积物碳汇保持机制而言,芦苇植被显得更为有利。相关性分析表明,沉积物砂粒含量越高,或碳氮比增加,可能导致沉积物CO2的释放量显著增加。(3)30℃下,收割芦苇可能增加N2O的释放(P0.05),但当温度增加至40℃时,芦苇收割并没有增加N2O的释放,这表明(未来)温度升高可能会改变沉积物氮素还原途径或强度。收割互花米草显著降低了沉积物N2O的释放(P0.05),随着温度升高,N2O的释放量增加。相比较而言,两个温度下,有覆被沉积物N2O的释放大都高于光滩。相关性分析表明,有机碳、全氮和硝态氮含量越高,则沉积物N2O累积释放量也越高。总体而言,4种植被类型下,沉积物N2O累积释放量变化在0.1~0.6mg/kg,但CO2高达1024~2645mg/kg。由此可见,湿地冬季植被收割不会显著增加N2O的温室效应贡献,但选择性收割互花米草有望减少沉积物碳的呼吸损失。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:Q948;X171

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