【摘 要】
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滨海湿地生态系统处于陆海交互的关键区域,较高的初级生产力和特殊的厌氧环境使其成为重要碳汇的同时也产生大量二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)。在全球变暖的背景下,滨海湿地温室气体交换如何变化?其碳汇功能能否维持?这些问题的不确定性限制了我们对该区域碳循环的认识。本文以盐城滨海芦苇和互花米草两种典型湿地为研究对象,运用开顶箱增温(OTC)和静态箱观测的方法研究增温对生态系统温室气体交换的影响。重点探讨
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滨海湿地生态系统处于陆海交互的关键区域,较高的初级生产力和特殊的厌氧环境使其成为重要碳汇的同时也产生大量二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)。在全球变暖的背景下,滨海湿地温室气体交换如何变化?其碳汇功能能否维持?这些问题的不确定性限制了我们对该区域碳循环的认识。本文以盐城滨海芦苇和互花米草两种典型湿地为研究对象,运用开顶箱增温(OTC)和静态箱观测的方法研究增温对生态系统温室气体交换的影响。重点探讨了该区域呼吸释放CO2通量(Reco)、净生态系统CO2通量(NEE)和CH4通量对短期模拟增温的响应特征,阐明了控制生态系统温室气体交换的主要因素,为滨海湿地区域性碳收支平衡预算和评估全球变暖的潜在效应提供新的实验数据。主要结论如下:(1)盐城滨海芦苇湿地和互花米草湿地的温室气体交换具有季节性变化特征,在整个生长季表现为该生态系统是CO2碳汇和CH4碳源。Reco、NEE和CH4通量在生长季初期和末期较低。Reco在7月达到峰值。NEE在植物生长季呈现负值,生态系统主要表现为吸收CO2。CH4通量在9月达到峰值。植物生物量在生长季初期(5月)对NEE和Reco影响较大。(2)互花米草生境表层土壤电导率对CO2通量有显著影响(p<0.01)。互花米草生境的Reco大于芦苇生境,而CH4通量则相反。这一研究暗示了植物入侵可能引起生态系统呼吸通量增加,增加生态系统的碳损失量。但从温室效应来看,植物入侵不会增加总的增温潜势。(3)增温对生态系统碳交换通量影响存在显著的季节差异:在植物生长初期增温使湿地植物生物量有所增加,但高温条件下增温会抑制植物生长;在植物生长季初期(4月和5月),增温增加了Reco,在生长季中后期(7月和9月),增温减少了Reco;芦苇生境生长季的中后期(7月和9月),增温NEE平均净吸收通量下降了51.9%。互花米草生境在2018年生长季中前期(5月和7月),NEE平均净吸收通量下降了34.1%,由此推测入侵地生态系统可能具有更好的抗逆性;CH4通量受增温的影响较小。
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