本文選題：長江河口濕地　切入點：溫室氣體　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：河口濱岸濕地作為連接陸地與海洋兩大生態(tài)系統(tǒng)的緩沖地帶,在全球碳氮循環(huán)中占有舉足輕重的地位,也是一個重要的溫室氣體排放源。相關(guān)研究表明,河口濕地碳氮循環(huán)過程十分復(fù)雜,并受到各類環(huán)境因子的影響。而濕地內(nèi)大量分布的植被對溫室氣體的產(chǎn)生、消耗和傳輸過程均能產(chǎn)生影響,是控制濕地系統(tǒng)溫室氣體"源"、"匯"功能的的主要因素。在全球變化愈演愈烈的背景下,河口濱岸濕地勢必會受到溫度上升、海平面升高、海水倒灌以及外來物種入侵等問題的影響,系統(tǒng)內(nèi)植被群落的生態(tài)功能以及碳氮循環(huán)對全球變化的響應(yīng)機(jī)制也成為了河口濕地研究領(lǐng)域的重點。本研究以國家自然科學(xué)基金項目"河口濕地植被對甲烷和氧化亞氮產(chǎn)生與排放的影響及其控制機(jī)制"為依托,選取長江河口典型濱岸濕地——崇明東灘濕地為研究對象,通過在自然環(huán)境與實驗室模擬環(huán)境中對蘆葦及互花米草群落溫室氣體排放特征的監(jiān)測,并同步模擬了模擬了不同溫度、鹽度和淹水條件對植被群落生理和生物地球化學(xué)過程的影響,重點探討植株對濕地溫室氣體排放的影響以及植被群落對全球變化的響應(yīng)等問題。主要取得了以下研究結(jié)論:(1)自然蘆葦濕地生長季內(nèi)的CH_4排放通量在16.55～351.93μmol·m~(-2)·h~(-1)之間,表現(xiàn)為穩(wěn)定的大氣CH_4排放源;CO_2通量變化范圍為~(-1).61～2.77mmol·m~(-2)·h~(-1),并且在晝夜之間產(chǎn)生明顯的源匯變換;N2O的排放通量在-0.18～0.36μmol·m~(-2)·h~(-1)之間。人工模擬環(huán)境中的蘆葦群落與互花米草群落在生長季內(nèi)均表現(xiàn)為CH_4的排放源和CO_2的吸收匯,蘆葦群落的CH_4和CO_2平均通量分別為14l.03μmol·m~(-2)·h~(-1)和-5.22mmol·m~(-2)·h~(-1),互花米草群落的CH_4和CO_2平均通量值502.84μmol·m~(-2)·h~(-1)和4.42mmol·m~(-2)·h~(-1)。兩種植被群落的N2O通量相對較小,生長季內(nèi)蘆葦群落N20的排放呈現(xiàn)出明顯的源匯轉(zhuǎn)變,互花米草群落則始終保持為N20的排放源;兩種植被群落CH_4和CO_2的排放具有明顯的日變化過程。其中,CH_4的排放峰值出現(xiàn)在白天,夜晚的排放通量顯著下降。CO_2通量則在光合作用的影響下呈現(xiàn)出白天吸收、夜間排放的現(xiàn)象。兩種植被的N2O的排放通量在日際范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)顯著的差異。(2)群落內(nèi)的植被對溫室氣體的產(chǎn)生與排放有著顯著地影響。Pearson相關(guān)分析及回歸分析表明,蘆葦群落的生物量、活株密度與CH_4呈顯著的正相關(guān)關(guān)系,與CO_2的吸收通量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;蘆葦植株對溫室氣體的傳輸起到了重要的作用。剪切-封口實驗的結(jié)果顯示蘆葦?shù)那o稈是溫室氣體在沉積物與大氣之間的主要交換通道,并且在生長周期的不同階段展現(xiàn)出不同的促進(jìn)作用;而葉面通量監(jiān)測的結(jié)果顯示,蘆葦葉片的光合作用是群落CO_2交換通量的主要影響因素,但對于CH_4和N2o的傳輸貢獻(xiàn)較低。(3)蘆葦和互花米草群落由于植被不同的生理特性導(dǎo)致溫室氣體排放通量差異顯著。蘆葦群落綜合表現(xiàn)為對全球變暖的抑制作用,平均C吸收量為~(-1)4.38mgCO_2-C·m~(-2)·h~(-1);互花米草群落則表現(xiàn)對溫室效應(yīng)的促進(jìn)作用,平均增溫潛勢為 117.09 mg CO_2-C·m~(-2)·h~(-1)。(4)溫度升高的對植被群落的生理狀態(tài)以及生物化學(xué)的影響較大。蘆葦群落的生物量在平均溫度升高5℃的環(huán)境內(nèi)顯著降低,互花米草群落的生物量在升溫前后差異不顯著;溫度的升高對兩種植被群落的CH_4排放量產(chǎn)生了促進(jìn)的效果,蘆葦群落的CH_4排放通量提升了 130.32%,互花米草群落則提升了 73.02%。生長初期的植被群落在升溫環(huán)境內(nèi)能產(chǎn)生更大的CO_2吸收量,但在進(jìn)入夏季后轉(zhuǎn)為對C02排放的促進(jìn);而升溫與自然環(huán)境內(nèi)的N2O排放通量差異并不顯著。(5)水位提升對植被生理參數(shù)的影響不顯著,體現(xiàn)出蘆葦和互花米草植被對淹水環(huán)境良好的適應(yīng)性;水位的改變對沉積物氧化還原環(huán)境影響顯著,并極大地促進(jìn)了群落內(nèi)CH_4排放。高水位下蘆葦和互花米草群落的CH_4通量分別是低水位組的2.87倍和6.49倍,而CO_2的吸收通量則在低水位下有所減小;群落的N2O排放通量對水位變化的響應(yīng)不顯著;對植被群落進(jìn)行排水處理能有效抑制CH_4的排放,但同時也會促進(jìn)群落內(nèi)的CO_2排放。(6)蘆葦與互花米草的生理參數(shù)對于鹽度升高的響應(yīng)有著較大的不同,蘆葦植株的生長情況受鹽度影響劇烈,30‰鹽度條件下的生物量僅為5‰。水平下的2.96%,但互花米草得益于其較強(qiáng)的耐鹽性能夠在高鹽度環(huán)境下正常生長;兩種植被的CH_4排放通量均在寡鹽水體(5‰)中達(dá)到了最大值,并在高鹽度(30‰)環(huán)境下得到抑制;蘆葦群落的CO_2吸收通量對鹽度呈現(xiàn)出負(fù)響應(yīng),30‰鹽度環(huán)境下的CO_2吸收通量相比淡水環(huán)境下降65.31%,而互花米草的CO_2通量在各鹽度水平內(nèi)差異較小;兩種植被的N2O通量在不同鹽度水平下未顯現(xiàn)出差異性。(7)全球變化因子對濕地植被群落的交互影響機(jī)制較為復(fù)雜。在低水位下植被群落CH_4排放通量對于溫度總體上呈現(xiàn)出正響應(yīng)的趨勢,并且當(dāng)水位升高為沉積物提供了更為厭氧的環(huán)境時,CH_4的產(chǎn)生與排放得到了促進(jìn),通量增長對于溫度升高的響應(yīng)強(qiáng)度也提升明顯;兩種植被帶CO_2的吸收通量在適當(dāng)?shù)脑鰷卦鳆}情境下會得到一定程度的促進(jìn),而水位的上漲會進(jìn)一步提升這種促進(jìn)作用的程度。(8)將植被群落的生物量與溫室氣體排放通量差異同全球變化因子的差值進(jìn)行多元線性回歸,分析結(jié)果表明:全球變化因子能較好地預(yù)測兩種植被的生物量變化,但CH_4與CO_2氣體的通量變化量則與全球變化因子的相關(guān)性較差,顯示出濕地植被群落的生物化學(xué)循環(huán)過程對于環(huán)境因子變化響應(yīng)的復(fù)雜性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X173

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1663064