南极苔原沼泽温室气体通量变化特征及其对气候变化的响应

摘要

以南极阿德雷岛苔原沼泽为研究区域,2016年12月至2017年1月南极夏季期间观测研究了温室气体CH4、CO2和N2O通量的变化规律及其对环境因子的响应关系。结果表明:光照条件下干旱苔原沼泽表现为CH4吸收,通量为(–5.4±4.3)μg CH4·m^–2·h^–1,半干旱苔原与淹水苔原沼泽表现为净排放;三个类型苔原沼泽观测点均表现为N2O净吸收,最高吸收通量出现在淹水苔原,为(–2.6±2.4)μg N2O·m^–2·h^–1;黑暗条件下苔原沼泽一致表现为CH4和N2O净排放。光照与土壤水分减少增加了苔原CH4有氧氧化吸收,同时促进了反硝化作用对N2O的还原转化。观测期间所有观测点均表现为CO2的汇,最高CO2净交换量与光合作用强度都出现在淹水苔原区,分别为(–40.1±17.6)μg CO2·m^–2·h^–1和(91.2±26.5)mg CO2·m^–2·h^–1;而最高苔原沼泽呼吸速率出现在干旱苔原观测点,为(73.1±17.6)μg CO2·m^–2·h^–1。夏季适宜的温度、降水条件促进了苔原植被的光合作用,增加了苔原沼泽CO2吸收量。CO2、N2O、CH4通量随时间变化的相互关系规律不显著(P>0.05),但在降水与温度波动下,N2O与CH4通量都随CO2通量呈现相似的波动。三种温室气体与各种环境因子之间的响应关系值得进一步研究;不同光照条件对CH4、N2O排放量的估算有重要影响。