白洋淀芦苇光合特性及其CO2通量研究

摘要

湿地生态系统在全球碳循环中具有重要作用，其碳源、碳汇功能是近来全球气候变化研究所关注的重点问题。芦苇湿地具有很强的储碳、固碳能力，在全球碳循环及陆地生态系统碳固定中占有重要地位。白洋淀湿地是华北平原最重要的淡水湖泊湿地，芦苇是其最主要的水生植被，覆盖面积广泛，特殊的生长环境形成了区域性变种白洋淀苇。本文以白洋淀芦苇为研究对象，测定了其光合生理生态特性，并采用原位静态箱-气相色谱法，研究了生长季白洋淀芦苇湿地CO2通量的排放特征，探讨了影响CO2排放的主要因子。主要研究结果如下：
　　(1)白洋淀芦苇的主要生长期为5~8月，8月生长最旺盛，最大地上部分生物量达到4.34kg·m-2，9月芦苇趋于成熟，基本停止生长；
　　(2)人工光源下，白洋淀芦苇净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型，有明显的光合“午休”现象。在时间尺度上，Pn大小表现为8月>9月>7月>6月。相关性分析显示，Pn与气孔导度、叶片蒸腾速率、胞间 CO2浓度呈极显著正相关(P<0.01)，与叶温显著正相关(P<0.05)。
　　(3)白洋淀芦苇最大净光合速率为23.721μmolCO2·m-2·s-1，光补偿点(LCP)、半补偿点(HSP)、近饱和点(NSP)分别为21.88、659.84、1712.9μmol·m-2·s-1。光饱和点高于闽江河口、黄河三角、乌梁素海等湿地的芦苇；而表观光量子效率低于崇明东滩、北固山等湿地的芦苇。
　　(4)白洋淀芦苇湿地 CO2通量变化规律为：夜晚通量值为正，白天为负，午夜通量绝对值最小，正午时分达到最大。生长季 CO2通量变化显著，变化范围为-50.52~-413.89mg·m-2·h-1，8月通量绝对值最大，为4月的8.6倍；相关性分析显示本区域CO2通量变化与温度、全氮、全磷显著相关(P<0.05)。
　　(5)整个生长季，白洋淀芦苇湿地生态系统吸收CO2的量大于释放CO2的量，表现为CO2的汇，CO2-C的累计吸收量达到0.722t·m-2。
　　总体而言，白洋淀芦苇地上部分生物量相比于国内其它地区较大，对光合有效辐射的利用和适应能力较强；白洋淀芦苇湿地的碳汇功能显著，对减缓大气中温室气体起着重要作用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 湿地与碳循环

1.2 湿地碳通量的研究进展

1.3 芦苇光合特性与碳通量研究

1.4 主要研究内容及意义

第2章 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

2.3 数据分析

第3章 芦苇台地土壤理化因子研究

3.1 土壤理化性质

3.2 本章小结

第4章 白洋淀芦苇光合特性研究

4.1 芦苇生长特性研究

4.2 白洋淀芦苇叶片光合特性的研究

4.3 本章小结

第5章 白洋淀芦苇湿地CO2通量研究

5.1 芦苇湿地CO2通量研究

5.2 环境因子对CO2通量的影响

5.3 与国内其他湿地CO2通量的比较

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间取得的科研成果