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《中国科学院研究生院(南京土壤研究所)》 2003年
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沼泽湿地及其不同利用方式下甲烷排放机理研究

丁维新  
【摘要】: 为了阐明我国沼泽湿地甲烷排放的数量、甲烷排放的时空变化特点及其控制因素、植物在甲烷排放过程中的作用和排干沼泽农业利用对大气甲烷氧化的影响,在野外测定了沼泽湿地甲烷排放通量、沼泽水中甲烷浓度、水溶性有机碳(DOC)和乙酸含量,同时测定了沼泽氧化还原电位、温度、植物地上部分生物量和密度,室内培养试验研究了沼泽水产甲烷潜能。 三江平原毛果苔草沼泽在植物生长期间甲烷排放通量变化在0.16~54.6 mg CH4 m-2 h-1之间,平均19.6 mg CH4 m-2 h-1。青藏高原若尔盖地区苔草泥炭沼泽甲烷排放通量波动在0.16~10.0 mg CH4 m-2 h-1之间,平均2.96 mg CH4 m-2 h-1。青藏高原高海拔导致的夏季温度较低是引起该地区沼泽甲烷排放量低的主要原因。初步估算我国沼泽湿地甲烷年排放总量为1.76Tg。 毛果苔草对内源甲烷的氧化作用大于对甲烷的产生作用,乌拉苔草对两者的影响大致相当,而小叶章则对甲烷的产生作用大于对甲烷的氧化作用。在淡水腐泥沼泽(freshwater marsh)中,随着沼泽静水层深度的增加,植物种类由禾本科植物变为莎草科植物,植物传输甲烷的能力显著提高,占沼泽甲烷排放总量的比例从31%上升到72%~86%。 三江平原沼泽湿地甲烷排放呈如下规律:毛果苔草沼泽乌拉苔草沼泽小叶章沼泽。静水层不同不仅引起其上生长的植物种类不同,而且也导致被水淹没的植物立枯量不同,使得沼泽中水溶性或易还原性有机碳含量产生差异,进而引起沼泽产生的甲烷数量不同,最终表现在甲烷排放通量的不同。在同种植物生长的沼泽不同采样点之间甲烷排放通量也存在一定的差异,这是由于植物地上部分生物量和植物密度的不同所致。 毛果苔草沼泽甲烷排放存在明显的昼夜变化,午夜0:00出现最低值,大约在上午9:00达到最大值。小叶章沼泽排放的甲烷不仅数量少而且昼夜变化幅度小。引起沼泽湿地甲烷排放昼夜变化的主要原因是温度和植物光合作用产生的并传输到植物根茎和根际的氧气数量不同,使得植物根茎和根际中甲烷氧化和产生的数量在一天的不同时段不同,从而改变了沼泽水和根茎中的甲烷浓度,以及甲烷产生对温度昼夜变化的响应。 毛果苔草沼泽水中甲烷浓度也存在明显的季节性变化规律。植物生长前期沼泽水中低的甲烷浓度不是由于乙酸供应限制了甲烷产生,而是由于低的温度和较高的氧化还原电位限制了甲烷的产生。 沼泽不仅是大气甲烷的源,当沼泽排干后也是大气甲烷的汇。然后当排干沼泽被开垦为农田时,土壤氧化大气甲烷的能力受到强烈的影响。对土壤的耕翻破坏了甲烷氧化菌群落原有的最佳生境(optimal niche),提高表层土壤的容重,增加大气中氧气和甲烷扩散进入土壤的阻力,降低了土壤氧化大气甲烷的能力。氮肥的施用提高了土壤中NH4+的含量,可能激活土壤硝化菌的繁殖,降低甲烷氧化菌的数量和活性。排干沼泽土壤农业耕种初期氧化大气甲烷能力的降低主要起因于耕种行为本身,而氮肥施用则起着缓慢但长久的影响。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(南京土壤研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X831

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【引证文献】
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1 姚顺;闽江河口咸草湿地甲烷与二氧化碳排放及主要环境因子分析[D];福建师范大学;2010年
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7 王秀珍;郑长春;黄敬峰;;稻田甲烷排放监测技术研究[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
8 高艳霞;李秋凤;曹玉凤;李春华;李建国;;我国反刍动物甲烷排放现状及调控技术研究进展[A];中国畜牧兽医学会2009学术年会论文集(下册)[C];2009年
9 秦晓波;李玉娥;万运帆;廖育林;;湖南稻田甲烷排放及其对不同管理措施的响应[A];发展低碳农业 应对气候变化——低碳农业研讨会论文集[C];2010年
10 秦旭旭;郝力壮;冯宇哲;王万邦;王迅;柴沙驼;崔占鸿;赵月平;张晓卫;刘书杰;;大蒜素抑制牦牛瘤胃甲烷排放的研究[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十一次全国动物营养学术研讨会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李欣 译;北极释放甲烷速度加快[N];中国气象报;2010年
2 林万涛;稻田甲烷排放不增加温室效应[N];新华每日电讯;2001年
3 马毅达;澳大利亚减排新招 不让羊打嗝放屁[N];中国畜牧兽医报;2009年
4 本报记者 何英;美公布甲烷排放削减计划[N];中国能源报;2014年
5 首席记者 任荃;改变种稻习惯可为地球“降温”[N];文汇报;2009年
6 张小青;十九国联手推进甲烷市场化[N];中国环境报;2007年
7 记者 张小军;越高产越环保[N];新华每日电讯;2002年
8 记者 沈建华 刘文彬;水稻田并非甲烷排放重要源头[N];农民日报;2009年
9 本报记者 许琦敏;农田急需“碳滋养”[N];文汇报;2010年
10 陈重宇;世界各国致力甲烷市场化[N];中华工商时报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 游玉波;肉牛甲烷排放测定与估算模型的研究[D];中国农业科学院;2008年
2 丁维新;沼泽湿地及其不同利用方式下甲烷排放机理研究[D];中国科学院研究生院(南京土壤研究所);2003年
3 王平;基于模型和GIS技术估算1955-2005年中国稻田甲烷排放[D];南京农业大学;2009年
4 李大明;免耕和秸秆覆盖旱作稻田甲烷排放及甲烷产生菌群落结构和数量的变化特征[D];南京农业大学;2010年
5 甘德欣;稻鸭共栖免耕减排甲烷机制及综合效益研究[D];湖南农业大学;2003年
6 孙晓新;小兴安岭沼泽甲烷排放及其对人为干扰的响应研究[D];东北林业大学;2009年
7 傅志强;水稻植株和土壤对CH_4排放的影响及定量模型研究[D];湖南农业大学;2007年
8 黄佳芳;闽江河口短叶茳芏湿地甲烷产生、氧化、传输与排放研究[D];福建师范大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙景鑫;艾比湖地区生长季典型生态系统土壤甲烷排放通量分析[D];新疆大学;2012年
2 姚守平;若尔盖高原花湖湖滨湿地甲烷排放研究[D];中国科学院研究生院(成都生物研究所);2007年
3 高玉春;有氧条件下中亚热带植物甲烷排放研究[D];福建师范大学;2010年
4 徐晓;淡水螺类对湿地微生物介导的甲烷排放的影响[D];上海师范大学;2013年
5 闫晓君;超级稻甲烷排放特征及其与植株生长特性的关系[D];南京农业大学;2013年
6 王维奇;闽江河口芦苇湿地甲烷排放及其主要环境影响因子分析[D];福建师范大学;2008年
7 许静;稻田甲烷排放的微生物群落结构组成及活性初步研究[D];安徽农业大学;2012年
8 吴筱;河滨修复湿地甲烷排放及其影响因素试验研究[D];东华大学;2014年
9 沈村正;水稻栽培方式与植株特征对CH4排放影响研究[D];湖南农业大学;2008年
10 王华;稻—鸭生态种养减排甲烷和改善稻田环境的功能研究[D];湖南农业大学;2002年
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