甲烷是仅次于二氧化碳的第二大影响气候的温室气体。湿地,尤其是水稻田湿地,是甲烷排放的主要源头之一。作为重要的水稻生产国,我国湿地甲烷排放研究对全球气候变化研究具有重要的意义。洞庭湖区是我国重要的湿地区和水稻种植区之一,有着较为丰富而复杂的湿地生态系统,十分适合开展湿地甲烷排放研究。　　本研究设计制作了灵活安装、运输方便的甲烷气体采集箱,制定了较为合理的甲烷采集流程,采用天地协同监测的方法,进行了采样区的选择和采样点的布置,对洞庭湖区进行了甲烷采集实验,并利用静态箱.气相色谱仪法对采集的甲烷气体样品进行了检测,获得了洞庭湖区甲烷排放通量。监测结果表明,甲烷排放在一天24小时内存在两个高峰期和一个低谷期,高峰期出现在11时和21时,低谷期出现在2时至6时之间。　　根据20lO年11月～2011年8月环境小卫星HJ.1 CCD影像,20lO年11月～2011年8月每天的MODIS250m分辨率的地面反射率第l波段和第2波段图像,1995年、2000年、2005年和2009年LandsatTM影像,基于野外调查先验知识和支持向量机分类方法,本研究对洞庭湖区湿地类型进行了信息分类和专题提取,获得了湿地类型的面积及其动态变化特征。基于野外测量的湿地植被叶面积和生物量,建立了湿地植被指数计算、叶面积指数反演和生物量反演模型,计算并反演得到了洞庭湖区不同时期的植被指数、叶面积指数和植被生物量。　　基于湿地甲烷采样检测数据和遥感提取反演湿地数据,本研究采用两种方法对湿地甲烷排放量进行了估算。利用基于湿地类型及面积的湿地甲烷排放量估算模型,结合Landsat和HJ卫星遥感图像提取的湿地类型面积,估算得出洞庭湖区1995年7月、2000年7月、2005年7月、2009年7月和2011年7月湿地甲烷排放量分别为2734t、2777t、2514t、2259t和2166t。2000年以前洞庭湖湿地甲烷排放量呈现增加趋势,2000年以后湿地甲烷排放量呈现减少趋势。　　利用基于湿地生物量的湿地甲烷排放量估算模型,结合2011年7月HJ卫星遥感图像反演湿地生物量和MODIS遥感图像反演湿地生物量数据,估算得出洞庭湖区湿地甲烷排放量分别为1973t和2035t。比较而言,基于生物量估算的甲烷排放量小于基于湿地类型面积估算的甲烷排放量,基于MODIS低分辨率遥感卫星估算的甲烷排放量高于基于HJ卫星高分辨率遥感卫星估算的甲烷排放量。　　洞庭湖区湿地甲烷主要排放源为水稻田,排放量占整个区域甲烷总排放量的89.72％;甲烷排放空间分布以湖区为中心,呈现环湖环河的带状分布:湖区周围的中心湖区水体排放量较低,湖区外围的泥沙滩地、苔草滩地和芦苇湿地居中,水稻田排放量最高;湿地面积变化与湿地甲烷排放量变化趋势保持一致,湿地面积增加,甲烷排放量随之增加;湿地面积减少,甲烷排放量随之减少。因此,水稻田退耕、湿地退化干旱化转为旱地、城市化建设占用湿地等都会导致湿地甲烷排放量的减少。