降水梯度对青海湖河源湿地温室气体排放日变化的影响

题目： 降水梯度对青海湖河源湿地温室气体排放日变化的影响

温室气体主要的源和汇来自陆地生态系统 。湿地生态系统敏感脆弱，    由于受气候变化和降水量变化影响， 湿地生物群落、 湿地蒸散发速率、 水文地质、 水文化学和生物区系均发生了变化 ，  从而进一步影响湿地生态系统碳、 氮循环过程 。湿地在长期水淹的厌氧情况下导致有机质积累，  成为重要的碳汇 。在人类活动和气候变化的影响下湿地的碳汇功能有所减弱。CH_4、 N₂O在有机质加速分解影响下， 湿地逐渐成为温室气体的排放源 。

研究内容：

     水分是影响高寒生态系统生长发育的主要限制因素，   为探明不同水分条件对湿地温室气体排放特征的影响，  选取青海湖流域瓦颜山河源湿地为研究对象，  利用不同的水分特征湿地，     通过静态箱-气相色谱法，      监测了湿地24h温室气体排放特征，探究了2020年和2021年8月（生长旺季）的 CK（对照处理）、  +25%（增雨 25%处理）、-25%（减雨 25%处理）、 +75%（增雨 75%处理）、 -75%（减雨 75%处理）条件下，对二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）日变化趋势。结果表明： （1）CO₂排放范围为47.52~123.71  mg·m^-2·h^-1， CH₄通量范围为-8.50~6.74µg·m^-2·h^-1,N₂O通量范围为-15.82~6.90 µg·m^-2·h^-1。  （ 2）CK、     +25%、      +75%处理下CO₂、       CH₄、    N₂O日变化表现为排放状态；      -25%处理下 CO₂日变化表现为排放状态，       CH₄、 N₂O 表现为吸收状态；    -75%处理下 CO₂、    N₂O 日变化表现为排放状态，    CH₄表现为吸收状态， 不同降水处理之间存在显著差异（P<0.05）。  （3）CO₂与 0~10 cm 土壤温度呈显著正相关（P<0.05），  与土壤水分呈显著负相关（P<0.05）；   CH₄与土壤温度呈显著负相关（P<0.05），   与土壤水分呈显著负相关（P<0.05）；     N₂O与土壤温度呈正相关（P<0.05），   而CK 处理与土壤水分呈负相关，  减雨处理呈正相关（P<0.05），   但无明显规律。（4）不同水分处理下植物群落发生小幅度演替情况。土壤水分、 温度的平衡对该区的温室气体排放通量影响较为显著， 应避免失调导致温室气体排放量升高。

 研究方法：

降水量梯度选择,模拟+25%梯度降水量约为 525mm        、             -25%梯度降水量约为 315mm、   +75%梯度降水量约为735 mm、  -75%梯度降水量约为105 mm。其目的是模拟该类型湿地的降水增多和减少对植被、 土壤及微生物等的影响，  从而进一步得出对生态系统温室气体的影响。

    温室气体通量观测选取 2020 年、 2021 年 8月 生 长 旺 季 进 行 24 h 样 品 采 集 ，选 取 增 减 降 水25%、     75%处理和对照组（CK）进行观测。本研究采用静态箱暗箱原理测定陆地-大气界面 CO₂、                        CH₄和N₂O 交换通量，                 观测频率为 4h1次， 共 3 组重复， 通量观测期间，  凹槽内注水起密封作用， 将暗箱扣至地面凹槽之上。第 1 管样品 0 min 空气，          之后每间隔15min 采集 1 次气体样品，     共采集 3 次，  每管样品 50 mL。样品采集完毕后，       运回实验室进行室内试验。

研究结论：

在全球变化大背景下， 在减雨处理下 3 种气体排放通量明显小于增雨处理下 3 种温室气体排放通量， 从而可以看出， 降雨量的增加使瓦颜山河源湿地温室效应相应增加， 从而影响该区域碳氮收支平衡。青藏高原高寒湿地的生长旺季 24 h的通量研究虽不足以说明  “源汇"问题， 但生长旺季的日通量测定能对该区或相同类型湿地提供理论性参考， 今后对该区域的研究将延长时间尺度， 并结合微生物分析视角， 探究湿地的碳氮循环机理。

        2020 年瓦颜山河源湿地不同降水处理土壤     2020 年不同水分处理下地上、地下生物量特征

全氮全碳含量变化

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