排水造林对小兴安岭草丛沼泽温室气体(CO2、CH4、N2O)排放的影响

摘要

采用静态暗箱-气相色谱法，研究了小兴安岭沼泽排水造林10年和20年后落叶松人工沼泽林生长季节土壤CO2、CH4和N2O排放的季节变化规律、空间变化规律、源汇关系及其主控因素，并与天然沼泽对比分析，定量评价了沼泽排水造林对温室气体排放的影响。结果表明:
　　(1)排水造林对苔草沼泽土壤温室气体排放通量的时空变化过程具有较大的影响。草丛沼泽CO2、CH4、N2O通量（分布:76.07～809.25、-0.034～7.230、-0.019～0.029;平均值:487.89、1.876、0.004 mg.m-2.h-1）依次呈现夏＞春＞秋、夏＞秋＞春、春吸收而夏秋排放的季节变化规律;10年和20年排水垄和排水沟CO2通量(121.34～1688.51、4.10～1441.10、42.62～384.27、59.15～588.83,885.21、684.07、166.47、245.33 mg.m-2.h-1)分别较沼泽提高了40.2％～81.4％和下降49.7％～65.9％，但季节变化规律与沼泽相似;CH4通量（-0.105～0.242、-0.141～0.022、-0.152～0.848、-0.061～0.366，-0.004、-0.073、0.118、0.054mg.m-2.h-1）仅为沼泽的0.2～6.3％，呈现春夏吸收秋排放、春夏秋均吸收、春吸收夏秋排放、春夏秋均排放的季节变化规律;N2O通量（0.005～0.123、-0.002～0.071、-0.006～0.015、-0.001～0.158,0.029、0.027、0.004、0.033 ng.m-2.h-1）为沼泽6.8～8.3倍（除10年排水沟外），季节变化呈现夏＞春＞秋、春＞夏＞秋、春＞秋＞夏、夏＞春＞秋。
　　(2)排水造林改变了苔草沼泽温室气体排放的主控因素。草丛沼泽生长季土壤CO2、CH4、N2O排放分别受空气温度和0cm～20cm土壤温度、30cm～40cm土壤温度、水位所制约;排水造林使CO2排放受0cm～40cm土壤温度与水位制约，N2O排放受土壤温度或土壤温度与水位制约，但CH4排放与环境因子相关性不显著。
　　(3)排水造林改变了苔草沼泽温室气体的源汇关系。草丛沼泽、10年和20年落叶松人工沼泽林生长季土壤均为CO2的排放源（17.56±3.79、23.24±4.45、19.36±2.76 t.hm-2yr-1），但排水造林较苔草沼泽提高了10.3％～32.4％;三者CH4源/汇不同（67.54±31.72、1.33±0.24、-1.11±0.15 kg.hm-2.yr-1），苔草沼泽为强排放源，排水造林10年后已转化为弱排放源，20年后则转化为弱吸收汇;三者均为N2O的排放源（0.133±0.093、0.753±0.039、1.047±0.043 kg.hm-2.yr-1），但排水造林10年和20年后转化为其强排放源。

目录

摘要

1 绪论

1．1 湿地温室气体研究的意义

1．2 温室气体排放机理及其影响因子

1．2．1 湿地CO2的排放机理及其影响因子

1．2．2 湿地CH4排放机理及其影响因子

1．2．3 湿地N2O的排放机理及其影响因子

1．3 湿地排水对温室气体源汇变化的国内外研究进展

1．4 本文研究的目的意义及研究内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究意义

1．4．3 主要研究内容

2 研究区域与研究方法

2．1 研究区域概况

2．2 样地的选择

2．3 样品采集与分析方法

3 排水造林对小兴安岭草丛沼泽CO2排放通量的影响

3．1 排水造林对小兴安岭草丛沼泽CO2季节变化的影响

3．2 排水造林对草丛沼泽土壤CO2排放主控因子的影响

3．2．1 CO2排放通量与土壤含水量的关系

3．2．2 CO2排放通量与气温及各层地温的关系

3．3 排水造林对沼泽湿地土壤CO2排放总量的影响

3．4 本章小结

4 排水造林对小兴安岭草丛沼泽CH4排放通量的影响

4．1 排水造林对小兴安岭草丛沼泽CH4季节变化的影响

4．2 排水造林对沼泽土壤CH4排放主控因子的影响

4．2．1 CH4排放通量与土壤含水量的关系

4．2．2 CH4排放通量与气温及土壤温度的关系

4．3 排水造林对沼泽湿地土壤CH4排放量的影响

4．4 本章小结

5 排水造林对小兴安岭草丛沼泽N2O排放通量的影响

5．1 排水造林对小兴安岭草丛沼泽N2O季节变化的影响

5．2 排水造林对草丛沼泽土壤N2O排放主控因子的影响

5．2．1 N2O排放通量与土壤水分的关系

5．2．2 N2O排放通量与气温及土壤温度的关系

5．3 排水造林对草丛沼泽湿地土壤N2O排放量的影响

5．4 本章小结

6 排水造林对沼泽湿地土壤温室气体排放的影响

6．1 排水造林对沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放量及其组成结构的影响

6．2 排水造林后不同样地间CO2、CH4和N2O通量的比较研究

6．3 排水造林后温室气体通量与北半球高纬地区排水湿地温室气体通量的比较

6．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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