三江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究

发布时间：2020-04-25 07:03

【摘要】：三江平原是我国最大的低海拔淡水沼泽湿地集中分布区,但在人类活动的影响下,大面积的湿地遭到开垦和破坏,温室气体排放也随之发生变化。本文主要研究了沼泽湿地土地利用变化对温室气体排放的影响。 沼泽湿地CH_4和N_2O排放通量以及生态系统总呼吸速率具有明显的季节和年际变化特征,毛果苔草沼泽2003和2004年CH_4排放量分别为347.65和550.95 kg·ha~(-1),小叶章草甸分别为220.52和199.12 kg·ha~(-1); 毛果苔草沼泽2003和2004年N_2O排放量分别为0.81和1.80 kg ha~(-1),小叶章草甸分别为1.05和4.07 kg ha~(-1); 毛果苔草沼泽2003和2004年通过生态系统呼吸排放的CO2量分别为19.29和20.03 t·ha~(-1),小叶章草甸分别为27.62和38.01 t·ha~(-1)。温室气体排放的季节变化主要受温度、沼泽水深以及植物的影响,年际变化主要受降雨的调控; 不同类型沼泽湿地CH_4和N2O排放通量以及生态系统总呼吸速率具有显著的差异,积水环境是引起差异的主要因素,CH_4排放通量随沼泽水深的增加而增加,N2O排放通量和生态系统总呼吸速率则随沼泽水深的增加而降低; 沼泽湿地开垦为水田后CH_4排放量降低,为94.82 kg·ha~(-1)·a~(-1),开垦为旱田后则由CH_4排放源转变为较弱的CH_4吸收汇,排放量为~(-1).37 kg·ha~(-1)·a~(-1); 沼泽湿地开垦为水田后N2O排放略有减少,为2.09 kg·ha~(-1)·a~(-1),而开垦为旱田后N2O排放则显著上升,为4.90 kg·ha~(-1)·a~(-1)。在只考虑CH_4和N2O两种温室气体排放的综合GWP下,湿地开垦有助于降低温室效应,水田综合GWP占沼泽湿地的0.27-0.32,而旱田综合GWP占沼泽湿地的0.05-0.24; 1949到1999年是三江平原大规模开垦时期,沼泽湿地开垦导致CH_4排放量每年减少1482.46Gg,而N2O排放量每年增加1.71Gg。土壤呼吸速率是反映土壤肥力、微生物活性以及通透性的重要指标,沼泽湿地退化和恢复均导致土壤呼吸速率升高; 沼泽湿地开垦为水田,土壤呼吸速率下降; 小叶章草甸开垦为旱田土壤呼吸速率下降,而毛果苔草沼泽开垦为旱田土壤呼吸速率升高,这是由土壤水分含量以及土壤有机碳含量共同决定的。 三江平原农田生态系统在植物的生长季内表现为大气的碳汇,而在非生长季表现为碳源。非生长季内水田和旱田NEE分别为0.80和1.12 t·ha~(-1),生长季内分别为-6.19和-3.55 t·ha~(-1),通过植物光合作用固定的碳分别为10.09和7.87 t·ha~(-1)。
【图文】：

地植被生物圈年平均净初级生产(NPP)与年平均土壤呼吸速率之方森林; D=沙漠灌丛; F=温带森林; G=温带草原; M=湿润的热带森林; S=热苔原; W=地中海森林和荒原. 土壤呼吸(SR)与 NPP 的最小二乘方线性回归=1.24(NPP)+24.5 (R2=0.87), 所有的单位均是 gC·m-2·a-1. （Raich，1992）平上，土壤呼吸速率与年平均气温（图 1.2）、年平均降NPP (gC·m-2·a-1)

壤呼吸速率最好的预测因子，但添加降雨量这个因子后的确也提高了模型的预测能力（表 1.6）。图1.2 土壤呼吸与年平均气温之间的关系，直线表示两个变量之间的最小二乘方关系. （Raich，，1992）NPP (gC·m-2·a-1)壤呼吸土gC·m(2-a·1-)年平均温度(℃)壤呼吸土gC·m(2-a·1-)
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（大气物理研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X16

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈百明,刘新卫,杨红;LUCC研究的最新进展评述[J];地理科学进展;2003年01期

2 马学慧,吕宪国,杨青,阎敏华;三江平原沼泽地碳循环初探[J];地理科学;1996年04期

3 闫敏华,华润葵,王德宣,马学慧;长春地区稻田甲烷排放量的估算研究[J];地理科学;2000年04期

4 李颖,张养贞,张树文;三江平原沼泽湿地景观格局变化及其生态效应[J];地理科学;2002年06期

5 闫敏华,邓伟,马学慧;大面积开荒扰动下的三江平原近45年气候变化[J];地理学报;2001年02期

6 张树清,张柏,汪爱华;三江平原湿地消长与区域气候变化关系研究[J];地球科学进展;2001年06期

7 吴建国,张小全,徐德应;六盘山林区几种土地利用方式土壤呼吸时间格局[J];环境科学;2003年06期

8 黄耀;中国陆地和近海生态系统碳收支研究[J];中国科学院院刊;2002年02期

9 齐玉春,董云社,章申;华北平原典型农业区土壤甲烷通量研究[J];农村生态环境;2002年03期

10 丁洪,蔡贵信,王跃思,陈德立;华北平原几种主要类型土壤的硝化及反硝化活性[J];农业环境保护;2001年06期

本文编号：2639948