不同干扰强度下三江平原湿地土壤温室气体排放对冻融作用的响应

摘要

为评估季节性冻融作用对不同干扰强度湿地温室气体产生机制的影响,采用静态箱∕气相色谱法,原位观测三江平原洪河国家自然保护区内未受干扰的常年积水的小叶章湿地(undisturbed Deyeuxia angustifolia wetland,UDAW)、保护区外受人类活动干扰导致湿地含水量减少的季节性积水的小叶章湿地(disturbed Deyeuxia angustifolia wetland,DDAW)以及由小叶章湿地开垦10年以上的水稻田(rice paddy,RP)的温室气体排放通量,分析季节性冻融作用对3种湿地温室气体排放的影响特征.结果表明:3种湿地在冻融期均有CO2和CH4排放,且在春季冻融初期CO2和CH4均出现短期的高排放现象,随着冻融温度升高,温室气体排放通量均逐渐增加.其中,CO2排放通量表现为UDAW>DDAW>RP,CH4排放通量却表现为DDAW>RP>UDAW;DDAW的CH4排放速率与冻融温度的相关性最高(P<0.01,R2=0.6475),UDAW中二者的相关性最低(P<0.01,R2=0.4247).相关性分析显示,DDAW和RP土壤中CO2与CH4的排放通量均呈正相关(P均小于0.01,R2分别为0.7491、0.5744),而UDAW土壤中CO2与CH4的排放通量表现为弱相关(P<0.05,R2=0.3038),可见冻融温度会影响CO2和CH4的排放通量.季节性冻融作用影响了3种湿地土壤N2 O的排放通量,秋季冻融期UDAW和DDAW表现为N2 O的汇,而在春季冻融期3种湿地均表现为N2 O的源,表明不同干扰湿地N2 O的排放通量对冻融作用的响应不同,但均随土壤温度的升高其排放通量不断增加.研究显示,三江平原的冻融作用降低了湿地温室气体排放,干扰强度越大,冻融作用影响越小,且秋季冻融作用大于春季.