丁维新[1]2003年在《沼泽湿地及其不同利用方式下甲烷排放机理研究》文中研究说明为了阐明我国沼泽湿地甲烷排放的数量、甲烷排放的时空变化特点及其控制因素、植物在甲烷排放过程中的作用和排干沼泽农业利用对大气甲烷氧化的影响,在野外测定了沼泽湿地甲烷排放通量、沼泽水中甲烷浓度、水溶性有机碳(DOC)和乙酸含量,同时测定了沼泽氧化还原电位、温度、植物地上部分生物量和密度,室内培养试验研究了沼泽水产甲烷潜能。叁江平原毛果苔草沼泽在植物生长期间甲烷排放通量变化在0.16~54.6 mg CH4 m-2 h-1之间,平均19.6 mg CH4 m-2 h-1。青藏高原若尔盖地区苔草泥炭沼泽甲烷排放通量波动在0.16~10.0 mg CH4 m-2 h-1之间,平均2.96 mg CH4 m-2 h-1。青藏高原高海拔导致的夏季温度较低是引起该地区沼泽甲烷排放量低的主要原因。初步估算我国沼泽湿地甲烷年排放总量为1.76Tg。毛果苔草对内源甲烷的氧化作用大于对甲烷的产生作用,乌拉苔草对两者的影响大致相当,而小叶章则对甲烷的产生作用大于对甲烷的氧化作用。在淡水腐泥沼泽(freshwater marsh)中,随着沼泽静水层深度的增加,植物种类由禾本科植物变为莎草科植物,植物传输甲烷的能力显着提高,占沼泽甲烷排放总量的比例从31%上升到72%~86%。叁江平原沼泽湿地甲烷排放呈如下规律:毛果苔草沼泽>乌拉苔草沼泽>小叶章沼泽。静水层不同不仅引起其上生长的植物种类不同,而且也导致被水淹没的植物立枯量不同,使得沼泽中水溶性或易还原性有机碳含量产生差异,进而引起沼泽产生的甲烷数量不同,最终表现在甲烷排放通量的不同。在同种植物生长的沼泽不同采样点之间甲烷排放通量也存在一定的差异,这是由于植物地上部分生物量和植物密度的不同所致。毛果苔草沼泽甲烷排放存在明显的昼夜变化,午夜0:00出现最低值,大约在上午9:00达到最大值。小叶章沼泽排放的甲烷不仅数量少而且昼夜变化幅度小。引起沼泽湿地甲烷排放昼夜变化的主要原因是温度和植物光合作用产生的并传输到植物根茎和根际的氧气数量不同,使得植物根茎和根际中甲烷氧化和产生的数量在一天的不同时段不同,从而改变了沼泽水和根茎中的甲烷浓度,以及甲烷产生对温度昼夜变化的响应。毛果苔草沼泽水中甲烷浓度也存在明显的季节性变化规律。植物生长前期沼泽水中低的甲烷浓度不是由于乙酸供应限制了甲烷产生,而是由于低的温度和较高的氧化还原电位限制了甲烷的产生。沼泽不仅是大气甲烷的源,当沼泽排干后也是大气甲烷的汇。然后当排干沼泽被开垦为农田时,土壤氧化大气甲烷的能力受到强烈的影响。对土壤的耕翻破坏了甲烷氧化菌群落原有的最佳生境(optimal niche),提高表层土壤的容重,增加大气中氧气和甲烷扩散进入土壤的阻力,降低了土壤氧化大气甲烷的能力。氮肥的施用提高了土壤中NH4+的含量,可能激活土壤硝化菌的繁殖,降低甲烷氧化菌的数量和活性。排干沼泽土壤农业耕种初期氧化大气甲烷能力的降低主要起因于耕种行为本身,而氮肥施用则起着缓慢但长久的影响。
郝庆菊[2]2005年在《叁江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究》文中研究表明叁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着的差异,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排放则显着上升,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年是叁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。叁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)。
孙晓新[3]2009年在《小兴安岭沼泽甲烷排放及其对人为干扰的响应研究》文中研究表明小兴安岭是我国主要山区湿地分布区之一,区内有草丛沼泽、灌丛沼泽和森林沼泽等多种沼泽湿地类型,因此,在我国湿地研究中占有重要地位。本文以小兴安岭山区7种沼泽湿地类型:苔草(Carex schmidtii)沼泽、灌丛(Betula ovalifolia)沼泽、毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、白桦(Betula platyphylla)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)-苔草沼泽、落叶松-藓类(moss)沼泽和落叶松-泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法,研究两个生长季内沼泽湿地在自然状态下甲烷排放通量的时间和空间变化规律及其主要影响因素,以及草丛和灌丛沼泽在排水造林干扰、森林沼泽在采伐干扰方式下,沼泽甲烷通量的变化。结果表明:(1)小兴安岭沼泽甲烷通量无统一的日变化规律,且与温度和水位这两个环境因子的相关性较弱。7个沼泽类型中,仅毛赤杨沼泽和白桦沼泽甲烷通量峰值在不同季节出现时间大致相同,且都为单峰曲线;苔草沼泽、灌丛沼泽和落叶松-泥炭藓沼泽甲烷通量的峰值在不同季节出现的时间不同,多数为单峰曲线;落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽甲烷通量速率较小,多数时间吸收甲烷,没有明显的日变化规律。(2)小兴安岭沼泽甲烷通量的季节排放峰值基本都出现在夏季和秋季,而在春季和秋末,甲烷通量始终较低。温度对沼泽甲烷通量季节变化影响较大,但受到水位的限制,水位较高的沼泽类型甲烷通量的季节变化与温度相关性较好,而水位较低的沼泽类型甲烷通量的季节变化与温度相关性不好。(3)苔草沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽的甲烷通量在两个生长季之间的差异较大,2008年生长季平均甲烷通量(19.88-820.22mg·m~(-2)·d~(-1))是2007年(0.64-44.56mg·m~(-2)·d~(-1))的5-31倍;落叶松-泥炭藓沼泽2007年为大气甲烷的较大排放源(56.08mg·m~(-2)·d~(-1)),而2008年为大气甲烷的汇(-0.19mg·m~(-2)·d~(-1));而落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽在两个生长季之间没有显着差异。年际间平均水位的差异,以及年际间水位季节波动的差异,是小兴安岭沼泽甲烷通量年际间差异的主要影响因素。(4)小兴安岭沼泽甲烷通量的空间变异性非常大,苔草沼泽和毛赤杨沼泽为较高的甲烷排放源,落叶松-泥炭藓沼泽、白桦沼泽和灌丛沼泽为较低的甲烷排放源,而落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽为大气甲烷的弱汇,两个生长季的平均通量依次为:456.63mg·m~(-2)·d~(-1)、239.39mg·m~(-2)·d~(-1)、26.19mg·m~(-2)·d~(-1)、10.86mg·m~(-2)·d~(-1)、6.49mg·m~(-2)·d~(-1)、-0.69mg·m~(-2)·d~(-1)和-1.42mg·m~(-2)·d~(-1)。水位和草本植物生物量的差异共同导致小兴安岭沼泽甲烷通量的空间变异性,水位和草本植物生物量较高的地点甲烷通量也较高,相反,水位和草本植物生物量很低的类型甲烷通量较低。温度可能也会对沼泽甲烷空间变化有一定的影响,但作用小于水位和植被。此外,爆发式通量对沼泽甲烷通量空间变化的影响也很大。用草本植物生物量预测不同沼泽类型间甲烷通量的差异,比用乔木和灌木生物量预测的效果好。(5)水位下降时部分沼泽类型(落叶松-泥炭藓沼泽)会产生爆发式通量现象,这对沼泽甲烷通量的日变化、季节变化、年际变化以及空间变化都有较大的影响,同时,也会影响沼泽甲烷通量时空变化规律与环境因子的相关性,因此在观测和估计甲烷通量时不能将其忽略。(6)东北山区沼泽生长季甲烷排放量和年甲烷排放总量分别为1.49 Tg和1.56Tg,为我国天然沼泽甲烷排放量最大的区域。(7)天然沼泽排水造林后,甲烷通量大大降低。天然苔草沼泽和灌丛沼泽为大气甲烷排放源,10年的落叶松人工林仍为甲烷的排放源,但排放量相对较低,为天然灌丛沼泽的约1/3,仅为天然苔草沼泽的约1/50,而20年的落叶松人工林转变为甲烷的汇。人工林内排水沟仍为甲烷排放源,但排放通量大大降低,而造林垄台仅有微弱甲烷排放或转变为甲烷的汇。沼泽排水造林引起的水位下降和维管植物减少是导致甲烷排放量减少的主要原因。排水沟相对面积减少也会导致人工林甲烷排放速率降低。(8)择伐和皆伐都导致3个类型的森林沼泽作为大气甲烷汇的功能降低,或者由大气甲烷的汇转变为甲烷的源。这主要是由于采伐后温度和水位发生变化,二者的共同作用导致采伐后森林沼泽甲烷通量的变化。在有必要对森林沼泽的树木资源进行利用时,为减少甲烷气体的排放,应该尽量避免进行皆伐,只能进行适当的择伐。
马晓菲[4]2011年在《胶州湾大沽河口湿地N_2O、CH_4排放规律研究》文中认为气候变暖是当今世界最大的全球性环境问题之一,哥本哈根会议之后,温室气体的减排受到国际社会的普遍关注。氧化亚氮(N20)和甲烷(CH4)是重要的温室气体,在全球大气环境中的辐射强迫能力仅次于二氧化碳(CO2),但其温室效应分别为CO2的300倍和20～30倍。河口湿地处于海陆相交的区域,受化学、物理和生物等多种因素的强烈影响,是一个生态多样性较高的生态边缘区。咸淡水汇合与直接或间接的潮汐影响是河口湿地最基本的生境特征。河口湿地作为容纳净化陆源污染物、削减其入海通量的天然屏障,在控制河口和近海水体营养状况以及全球碳、氮循环过程中扮演着十分重要的角色。近年来研究表明,海洋N20排放量占全球排放总量的13%,河口和滨岸地区虽然只占到海洋地区的20%,却产生了海洋N20通量的一半以上。天然湿地甲烷排放占全球CH4排放的21%以上。随着人类活动的加剧,河口、滨岸环境碳、氮负荷的上升更是刺激了环境中微生物生命过程,N20和CH4排放明显受到影响。目前国内外对于湿地生态系统N2O、CH4的排放研究主要集中在面积较大的河口湿地。对于众多面积小、分布分散的盐、淡水潮汐湿地没有给予更多的关注,特别是国际上目前十分缺乏中国沿海潮汐湿地N2O、CH4通量数据。目前河口、滨岸湿地生态系统N20和CH4排放通量缺乏连续的、系统的、长期的观测数据,N20和CH4排放的机理研究不足,因此,对河口滨岸N20和CH4的排放尚不能做出可信评估。胶州湾大沽河河口湿地是青岛市最大的一片湿地,湿地植被的建群包括芦苇、结缕草、大米草、白茅等,本研究选择胶州湾大沽河河口湿地不同湿地类型(芦苇湿地、杂草湿地)作为研究对象,运用静态箱-气相色谱法,于2009年9月～2010年8月对河口湿地生态系统N2O、CH4通量动态变化和相关环境因子(气温、土温、pH值、电导率等)进行了观测研究,明确了不同类型河口湿地生态系统N2O、CH4的通量特征、日变化、月变化和季节变化规律及关键影响因素,建立了一套胶州湾河口湿地N2O、CH4排放的相对完整数据,同时为完善我国河口滨岸湿地温室气体排放清单提供科学依据。本文的主要结果如下：(1)芦苇湿地和杂草湿地秋、冬、春、夏季N20的排放通量日变化趋势大体一致。早晨通量较低,之后排放量增加,在上午12点左右N20排放出现一个峰值,随后有所下降,到21：00点出现第二个峰值,接着逐渐下降。芦苇湿地和杂草湿地各自在不同季节甲烷通量日变化趋势不同,原因可能是各种环境因素的综合作用,但芦苇湿地和杂草湿地在同一季节甲烷日变化趋势都很相似。(2)芦苇湿地四个季节N2O、CH4波动较大,杂草湿地通量波动较小。N20排放量与5cm地温、10cm地温无显着的相关关系,而杂草湿地N20排放量与10cm地温和箱温线性相关(P<0.05),其相关系数分别为0.241*,0.208*。芦苇湿地CH4排放量与5cm地温、10cm地温相关性不明显,杂草湿地CH4排放量与5cm地温、10cm地温、气温和箱温都呈极显着线性相关(P<0.01),其相关系数分别为0.370**、0.315**、0.349**、0.376**。(3)12个月中除2月、5月、8月之外,其他月份芦苇湿地N20排放量都高于杂草湿地。2月实验地气温维持在0℃以下,微生物活性较弱,N20排放量较小,两种湿地类型总体都表现为微弱的吸收。进入8月,气温稍有下降,芦苇湿地在观测期间都处于淹水状态,淹水条件创造的严格厌氧环境限制了N20的形成和排放,所以检测不到明显的N20排放,甚至表现为吸收N2O。12个月中除1月之外,其他月份芦苇湿地CH4通量都高于杂草湿地。芦苇湿地和杂草湿地12个月都表现为排放。(4)两种不同湿地类型,N20季节排放不太一致,芦苇湿地N20季节排放通量为冬季>秋季>春季>夏季,杂草湿地N20季节排放通量大小为夏季>秋季>冬季>春季。甲烷排放通量均夏季最高,秋季和冬季其次,而冬季CH4排放通量则相对较小。(5)芦苇湿地N2O、CH4排放量明显高于杂草湿地,主要是两类湿地不同的水文特征和不同的植被种类造成的。芦苇湿地春、夏、秋、冬季的N20排放通量分别为43.84、36.54、56.32、63.38mg-m-2,杂草湿地春、夏、秋、冬季的N20排放通量分别为7.13、11.07、10.45、3.08mg·m-2；芦苇湿地春、夏、秋、冬季CH4的排放通量分别为392.91、1020.83、821.70、140.62mg·m2,杂草湿地春、夏、秋、冬季CH4的排放通量分别为156.94、417.24、159.46、19.10mg·m-2。春、夏、秋、冬四季两种湿地都表现为N20、CH4的排放“源”(6)芦苇湿地和杂草湿地N2O、CH4月变化与土壤pH、含水率和电导率的相关性不显着。
王维奇[5]2008年在《闽江河口芦苇湿地甲烷排放及其主要环境影响因子分析》文中提出闽江河口湿地是我国东南沿海最具代表性的河口湿地之一。本文采用室内培养法—原位静态箱法—气相色谱法,研究了闽江河口芦苇湿地甲烷产生、氧化、排放、不同土层深度和孔隙水中甲烷浓度以及环境因子对甲烷排放通量的影响。本文研究结果如下:(1)闽江河口芦苇湿地土壤甲烷产生率的变化范围是0.0018～0.2007μg·g~(-1)·d~(-1),土壤甲烷氧化率的变化范围是0.0240～0.0516μg·g~(-1)·d~(-1),孔隙水甲烷产生率的变化范围是0.29～2.38μg·L~(_1)·d~(-1)。(2)涨潮前、涨落潮过程和落潮后芦苇湿地甲烷排放通量分别是1.42～11.86mg·m~(-2)·h~(-1)、0.84～13.21 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.31～12.72 mg·m~(-2)·h~(-1),最高值和最低值分别出现在7月、12月;7月、3月;6月、12月。原位测定发现,各月观测日涨潮前、涨落潮过程中、落潮后甲烷排放通量差异性不显着。(3)夏季甲烷排放通量日变化最高值出现在9～10时,最低值出现在次日5～6时;冬季甲烷排放通量日变化最高值分别出现在9～10时和21～22时,最低值同样出现在次日5～6时。(4)闽江河口芦苇湿地土壤中甲烷浓度变化范围是0.08～0.72%,孔隙水中溶解的甲烷浓度变化范围为1.47～234.65μmol/L。(5)大气温度和土壤(潮水)温度对甲烷排放通量季节变化的影响显着,而盐度是落潮后甲烷排放的主要控制因子之一。(6)闽江河口芦苇湿地的年甲烷排放通量为39.46 g·m~(-2)·a~(-1)。
吴靖霆[6]2016年在《湿地土壤剖面CO_2、CH_4进空分布规律及其影响因素研究》文中指出温室气体的排放和全球气候变化与湿地生态系统碳循环密切相关。土壤剖面中二氧化碳和甲烷的产生和释放是生态系统碳平衡重要组成部分,因此研究其浓度分布及排放特征对深入理解和预测全球碳循环具有重要意义。本研究选取中国亚热带季风气候区的叁种典型湿地(城市次生湿地-杭州西溪湿地XX、天然湿地-湖州下渚湖湿地XZ、稻田湿地-余杭区径山水稻田JS)作为研究区域,同时,在西溪采样点内选取高地(无积水)和洼地(季节性积水)进行对照性试验,分析不同湿地类型和水文状态对剖面气体浓度时空差异性的影响,揭示两个重要因素(土壤温度和土壤含水量)的影响规律模型,分析不同湿地类型土壤CO2和CH4排放通量及其影响因素。对研究CO2和CH4在土层中的产生与积累、垂直分布与扩散规律,以及估算真实的土壤呼吸速率有重要的意义。主要研究结果如下：(1)湿地类型和水文条件均对CO2/CH4浓度的时空差异性有影响。稻田湿地、天然湿地和无积水条件下的城市次生湿地土壤CO2浓度均呈现出相似的季节变化模式,夏季和秋季明显高于春季和冬季,,且土壤剖面CO2浓度随着深度的增加而升高；稻田湿地CH4浓度也呈现出明显的季节变化模式,且土壤剖面CH4浓度随着深度的增加而降低。(2)土壤温度和土壤体积含水量均与土壤剖面CO2/CH4浓度呈显着的正相关关系。不同湿地类型土壤剖面CO2浓度与土壤温度和土壤体积含水量的相关系数r2分别为0.251～0.813和0.266～0.735；土壤剖面CH4浓度与土壤温度和土壤体积含水量的相关系数r2分别为0.219～0.437和0.311-0.500。也可以用二元二次回归模型CO2浓度/CH4浓度=a+bT+cW+dT2+eW2来模拟剖面二氧化碳或甲烷浓度水平,结果表明土壤温度和含水量对土壤CO2/CH4浓度具有一定的交互影响,但是双因子方程的拟合效果并没有显着地增强。(3)不管水文条件如何,叁种不同湿地类型均表现为CO2排放的源(碳源)。而CH4排放通量则与湿地类型和水文条件有关,稻田湿地、天然湿地和城市次生湿地的无积水采样点,其CH4排放通量均为负数,表现为CH4的吸收(弱汇),而城市次生湿地的季节性积水采样点则表现为CH4的排放(碳源)。土壤CO2/CH4排放通量与大气温度、平均土壤温度、含水量、不同土层深度(10-50cm)下的CO2/CH4浓度均成显着正相关关系(p<0.05)。(4)稻田湿地和城市次生湿地(季节性积水点)土壤剖面CH4浓度与C02浓度均呈极显着正相关关系(p<0.01),相关系数为0.271和0.195；不同湿地类型CH4排放通量均与C02排放通量具有极显着的正相关关系(p<0.01),相关系数r2为0.384～0.749。
胡丽梅[7]2013年在《复合垂直流人工湿地系统甲烷排放驱动究》文中提出近年来大气中甲烷浓度显着增加,由人类活动排放的甲烷占全球甲烷通量的54%-72%。根据IPCC(2007)估测,湿地约占甲烷总源的20%,是大气甲烷的主要自然来源之一。农业非点源污染已经成为我国最严重的环境问题之一,对农产品质量安全、人体健康和生态环境构成严重威胁,人工湿地作为一种生态污水处理技术,与其他污水技术相比具有无可比拟的优势,特别适于我国非点源污染严重的经济相对落后的农村或郊区,目前小型庭院人工湿地处理系统已在成都市郫县园田村、安龙村成功推广应用,因此研究此类人工湿地甲烷驱动排放具有重要意义。本研究课题参考园田村的小型庭院人工湿地系统,实验室构建了由5层不同介质组成的复合垂直流人工湿地系统物理模型,并结合水力学示踪试验分析了以葡萄糖为碳源驱动甲烷排放规律。该人工湿地5层介质分布情况为：最底层采用粒径30-60mm的卵石(厚度为150mm),其上依次是10～30rnrn粒径的砾石(厚度为100mm)、2～10mm粒径的砾石(厚度为100mm)、1～2mm粒径的粗砂(厚度为100mm),表层为1mm以下粒径的细砂,(厚度为150mm)。首先以氯化钠为示踪剂,分析探讨了复合垂直流人工湿地系统实际水力停留时间以及垂直方向上的水力渗透规律。然后,外加了不同浓度葡萄糖(C6H1206)作为碳源,对风车草复合垂直流人工湿地处理系统中进水池和出水池的根水系统(植物根系+水)和茎叶系统(植物茎+植物叶)的甲烷气体进行连续4天不同频率的收集与测定,并分析探索了CH4与碳源、水质指标的关系以及风车草植物不同部位与甲烷排放的关系。研究结果表明：(1)不同介质层内部水力处于扩散非均匀状态,实际水力停留时间过长。第Ⅰ、Ⅱ层基质空隙率太小,滞水现象严重,容易造成堵塞。出水池出口位置不合理,同时导致出水池中水流动力较小,在出水池第V层滞留现象较严重。但滞留现象表明了水力条件为甲烷产生提供了一定的有利条件,也揭示优化水力状况对控制甲烷的产生具有重要作用,后续研究需更换表层介质以及对布水、水力停留时间、水力负荷等水力学参数进行优化设计。(2)添加不同浓度碳源后,不同程度驱动了甲烷的排放,甲烷排放主要在试验开始48h内,48h之后甲烷排放量开始降低；高浓度(4mmol/L)葡萄糖作用下甲烷排放量低于低浓度葡萄糖(0.5mmol/L、1mmol/L和2mmol/L);甲烷排放与第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层基质层有机物浓度显着相关。(3)风车草植物茎叶系统(植物茎+植物叶)甲烷排放高于根水系统(植物根系+水),因此风车草释放甲烷的主要部位可能在高度20cm以上的茎干和叶子部位。(4)甲烷排放量与水质指标表现出一定的相关性。D0、氧化还原电位、电导率、总溶解性固体越低,甲烷排放量越高；温度、pH越高,甲烷排放量越高；盐度、TN与甲烷排放无明显相关,磷酸盐可能与甲烷排放成负相关。后续需进一步量化分析甲烷排放量与碳源质量的关系。
刘霞[8]2009年在《小兴安岭阔叶林沼泽温室气体排放及其对人为采伐干扰的响应》文中提出CO_2、CH_4和N_2O是大气中叁种最重要的温室气体,对其源汇的研究是陆地生态系统系统和全球变化研究的主要领域之一。小兴安岭是我国山区沼泽主要分布区之一,沼泽类型丰富,因此对其不同类型沼泽开展温室气体源汇通量的实验研究,探索相关的环境变化因素和人类活动对其通量的影响具有重要的科学意义。本文选择小兴安岭山区两种典型的阔叶沼泽林类型:毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽和白桦(Betula platyphylla)沼泽为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法,研究两个生长季内沼泽湿地在自然状态下CO_2、CH_4、N_2O叁种温室气体排放通量的时间和空间变化规律及其主要影响因素,及其在不同采伐干扰(皆伐、45%择伐)方式下,沼泽生态系统生长季节CO_2、CH_4和N_2O排放通量的变化过程。结果表明:(1)小兴安岭阔叶林沼泽生长季节CO_2排放通量具有明显的变化规律,排放高峰期主要集中在春、夏两季,秋季在较低水平排放直至秋末达到最低。温度和植物生长状况对沼泽CO_2通量季节变化影响较大,且温度与CO_2排放相关性显着。(2)小兴安岭阔叶林沼泽CO_2日变化具有一定规律性,大多都为单峰曲线,同一沼泽不同季节CO_2排放日变化规律较一致,峰值发生在样地温度较高时段。两种阔叶林沼泽CO_2日平均通量都表现夏季＞春季＞秋季,这与生长季观测尺度上保持一致。(3)小兴安岭阔叶林沼泽不同年份生长季节都表现为CO_2的排放的源,但时空排放具有一定差异性。在时间变化尺度上,生长季节2007年CO_2排放量明显高于2008年;在空间尺度上,生长季节白桦沼泽CO_2排放量高于毛赤杨沼泽。水位和地表温度是CO_2排放年际差异的主要影响因子,而水位又是同一时期CO_2空间排放差异的主导因子。(4)小兴安岭阔叶林沼泽生长季节CH_4排放通量具有明显的季节变化规律,排放高峰期主要集中在夏、秋两季,而在春季和秋末甲烷通量在较低水平排放。水位和深层土壤温度共同影响沼泽CH_4通量季节变化,且与CH_4排放相关性较显着;当水位达到一定高度不再成为限制因子时,温度对CH_4排放影响表现的更为显着。(5)小兴安岭阔叶林沼泽CH_4排放通量具有一定的日变化规律性,大多都为单峰曲线。同一沼泽不同季节CH_4日排放变化规律较一致,峰值发生时间也较一致。两种阔叶林沼泽CH_4日排放通量都表现为秋季＞春季＞夏季,这与生长季观测尺度上基本保持一致。(6)小兴安岭阔叶林沼泽不同年份生长季节都表现为CH_4排放的源,但时空排放差异性较大。在时间变化尺度上,同一样地不同年份生长季节CH_4排放量2008年明显高于2007年;在空间尺度上,生长季节毛赤杨沼泽CH_4排放量显着高于白桦沼泽。水位和深层土壤温度是CH_4年际排放差异的主要影响因子,而温度、水位和维管植物丰富度又是同一时期CH_4空间排放差异的主要因素。(7)小兴安岭阔叶林沼泽生长季节N_2O排放通量季节变化规律不一致,但排放高峰期主要集中在春、夏两季,且在早春和秋末N_2O出现吸收现象。温度与生长季节N_2O排放通量有一定相关性。(8)小兴安岭阔叶林沼泽N_2O日变化规律差异性较大,但大多都为单峰曲线。毛赤杨沼泽N_2O日排放通量在较高水平上波动;白桦沼泽不同季节N_2O日变化规律较一致,夜间出现吸收现象。毛赤杨沼泽日排放量秋季＞夏季＞春季,白桦沼泽是夏季＞春季＞秋季,其日排放量差异和季节排放规律不一致。(9)小兴安岭阔叶林沼泽不同年份生长季节都表现为N_2O的排放源,但时空差异性较大。在时间变化尺度上,同一样地不同年份生长季节N_2O平均排放量2007年明显高于2008年;在空间尺度上,生长季节毛赤杨沼泽N_2O排放量显着高于白桦沼泽。水位和土壤温度对N_2O年际排放差异有一定的影响,而水位和植物特有的固氮能力可能是N_2O空间排放差异的主要原因。(10)人为采伐(皆伐、45%择伐)干扰后两种阔叶林沼泽温室气体排放产生较大差异性,CO_2排放量除白桦择伐地外都有所上升,CH_4排放量除白桦皆伐地外都大幅度下降,N_2O排放量毛赤杨采伐地都大幅度上升、而白桦采伐地却显着降低。这主要是由于采伐后温度和水位发生变化,二者的共同作用导致采伐后阔叶林沼泽气体通量的变化。从减少温室气体排放及环境生态的角度考虑,应该避免对森林沼泽进行皆伐,对毛赤杨沼泽应该进行适当保护,避免因采伐而降低其储水能力、养分流失及温室气体排放增加;对白桦沼泽进行经营时可以选择适当的择伐。
王佳佳[9]2015年在《鄱阳湖湿地甲烷排放通量与甲烷产生潜力及其影响因素研究》文中指出全球气温变暖形势严峻,甲烷(CH4)作为第二大温室气体具有较大的增温潜势逐渐受到人们的关注。湿地作为甲烷最大的自然排放源对甲烷的排放量贡献显着,为揭示环境条件变化对湿地甲烷产生潜力的影响机理,深入探讨湿地碳源、碳汇功能转换对生态系统的影响,本文选取中国第一大淡水湖湿地——鄱阳湖湿地为研究区域,围绕不同影响因素对湿地甲烷产生潜力的影响及不同因子之间的相互作用这一关键科学问题,结合江西省土壤元素的分布情况,展开了腐殖质、Fe(III)、Mn(IV)、温度、pH和有机物种类等环境因素对湿地土壤甲烷产生潜力影响的研究,对明确鄱阳湖湿地甲烷排放的分布特征、不同影响因素对湿地甲烷产生的影响机理与竞争作用有明确的指导意义。本文研究结果如下:(1)鄱阳湖湿地甲烷排放通量呈现明显的季节变化特征:夏季排放量最高为0.250 mg·m-2·h-1,春秋次之,分别为0.094和0.082 mg·m-2·h-1,冬季最低为1.64×10-3 mg·m-2·h-1;日排放通量表现为日间高夜间低且与气温变化一致;一定温度范围内,甲烷排放通量随温度呈指数式增长,但甲烷排放通量随水位的增长方式比较复杂。(2)叁甲胺是鄱阳湖底泥产甲烷的主要底物,与该区域沉积物呈弱碱性有关;对照组甲烷产生潜力的最大值为0.0131μgCH4 g(soil d.w.)-1d-1,叁甲胺对甲烷产生潜力的促进作用为对照组的20.63–45.22倍,乙酸的促进作用较弱,为对照组的3.39–6.35倍;需要注意的是叁甲胺浓度过高促进作用反而下降。(3)鄱阳湖底泥产甲烷的最适温度为35℃,即使底物充足,温度过低(15℃)或过高(55℃)仍会抑制甲烷的产生;中性偏碱性条件更适合鄱阳湖底泥的产甲烷活动,与温度相比pH对甲烷产生的影响较小。(4)不同电子受体对甲烷产生潜力的抑制作用表现为:FeCl3>MnO2>DOM>Fe2O3,且高浓度的FeCl3不仅降低了甲烷产量还推迟了甲烷的产生时间;FeCl3、MnO2、Fe2O3浓度越高对甲烷产生的抑制作用越大而DOM的抑制作用与它们相反;尽管DOM对甲烷产生潜力的抑制作用并不是很明显,但是它作为天然电子受体对抑制甲烷产生具有重要的意义。
高燕[10]2016年在《地下水位和土壤温度对若尔盖泥炭地CH_4排放的影响》文中研究表明湿地是CH_4主要排放源,为了深入分析在气候变化的大环境下生态因子对湿地CH_4排放产生的影响,利用中型试验生态系对若尔盖典型泥炭地开展地下水位和土壤温度控制试验,对不同条件下若尔盖泥炭地2015年生长季(5—10月)CH_4排放通量的月变化规律及其影响机制进行研究。若尔盖泥炭地生长季内,高水位下CH_4排放通量最高,其次是中水位下,低水位下CH_4排放通量最低;10月CH_4排放通量变化不明显;整个生长季内不同地下水位下CH_4排放通量的最大值均出现在7月,并且呈明显的单峰曲线,高、中、低3组地下水位下CH_4排放通量平均值分别为6.2633、4.7544和3.9498 mg/(m2·h),整个生长季CH_4排放通量平均值为4.9892 mg/(m2·h)与其他类型湿地的甲烷排放通量处于相同水平的数量级上。不同地下水位条件下,在一定土壤温度范围内,CH_4排放通量随土壤温度呈指数增长,高水位下CH_4对土壤温度变化最为敏感,其次是中水位下,低水位下相对最不敏感。可见,气候暖化将导致若尔盖泥炭地中更多的CH_4释放到大气中。在温度与水位这两个重要的水文气候因子当中,温度对若尔盖甲烷排放的影响没有表现出决定性的作用,而水位为主效应,温度对甲烷排放的影响嵌套在水位对甲烷的排放影响当中。温度与水位的联合交互效应对甲烷产生与排放以及运输的此消彼长关系过于复杂导致无规律或者存在更大的不确定性,因此不再是甲烷排放的主效应。若尔盖湿地生长季整体表现为强力的大气甲烷排放源,且CH_4排放通量表现出明显的季节性变化差异,这与地下水位和土壤表层温度强烈相关,根据若尔盖典型泥炭地生长季不同地下水位下CH_4排放通量的显着性差异分析结果可以进一步推测,季节性升温和涨水均会促进CH_4排放通量的增加。
参考文献：
[1]. 沼泽湿地及其不同利用方式下甲烷排放机理研究[D]. 丁维新. 中国科学院研究生院（南京土壤研究所）. 2003
[2]. 叁江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究[D]. 郝庆菊. 中国科学院研究生院（大气物理研究所）. 2005
[3]. 小兴安岭沼泽甲烷排放及其对人为干扰的响应研究[D]. 孙晓新. 东北林业大学. 2009
[4]. 胶州湾大沽河口湿地N_2O、CH_4排放规律研究[D]. 马晓菲. 青岛大学. 2011
[5]. 闽江河口芦苇湿地甲烷排放及其主要环境影响因子分析[D]. 王维奇. 福建师范大学. 2008
[6]. 湿地土壤剖面CO_2、CH_4进空分布规律及其影响因素研究[D]. 吴靖霆. 浙江大学. 2016
[7]. 复合垂直流人工湿地系统甲烷排放驱动究[D]. 胡丽梅. 四川农业大学. 2013
[8]. 小兴安岭阔叶林沼泽温室气体排放及其对人为采伐干扰的响应[D]. 刘霞. 东北林业大学. 2009
[9]. 鄱阳湖湿地甲烷排放通量与甲烷产生潜力及其影响因素研究[D]. 王佳佳. 南昌大学. 2015
[10]. 地下水位和土壤温度对若尔盖泥炭地CH_4排放的影响[D]. 高燕. 西北农林科技大学. 2016