典型湿地生态系统碳循环模拟与预测

摘要

以植物生理生态特性和有机碳周转动力学原理为基础,利用室内模拟培养试验结果率定了温度、积水强度、冻融交替对湿地有机碳分解矿化的影响参数,建立了典型湿地生态系统碳循环模拟模型.利用实地观测的数据对模型进行了检验,对模型的灵敏性进行了分析,同时利用该模型进行了情景预测.结果表明,所建模型能较好地模拟中温带(三江平原)和亚热带(洞庭湖)湿地生态系统的碳通量和碳累积特征,沉积物呼吸的模拟值与实测值呈极显著相关关系(p<0.01);三江平原常年积水沼泽有机碳密度约为80×109g.km-2,洞庭湖湿地碳密度约为20×109g.km-2;三江平原常年积水沼泽和季节性积水沼泽每年碳的净固定速率分别为104 g.m-2和76 g.m-2;该模型对温度和大气CO2浓度变化反应敏感.在既定的水文条件下,大气CO2浓度升高和增温可能会使湿地生态系统的碳交换变得更为活跃;在CO2浓度倍增和增温小于2.5℃的气候变化情景时,系统净初级生产力(NPP)和积累的有机碳密度增加,系统仍为大气的CO2汇,但气候变暖的进一步加剧并不利于湿地有机碳的积累,由于CO2施肥效应和温度升高增加的系统NPP补偿不了因温度升高导致的沉积物呼吸速率加快而损失的碳,季节性积水沼泽生态系统积累的有机碳甚至出现明显的下降趋势.