排水造林对小兴安岭沼泽甲烷排放的影响

沼泽排水造林是近年来小兴安岭湿地遭受到的主要干扰类型之一.以小兴安岭天然沼泽湿地-苔草(Carex schmidtii)沼泽和灌丛沼泽,以及沼泽排水后营造(大垄排水造林)的10a和20a兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法观测兴安落叶松人工林甲烷通量与天然苔草沼泽和灌丛沼泽的差异及其相关环境影响因子,探讨排水造林对甲烷通量的影响及其影响机制.结果表明:天然沼泽和落叶松人工林甲烷通量都有明显的季节变化规律,但人工林甲烷通量峰值出现的时间和频率与天然沼泽不同,峰值相对较小,有吸收甲烷的现象出现.10a和20a落叶松人工林甲烷排放通量显著(10a落叶松人工林p=0.005,20a落叶松人工林p=0.009)低于天然苔草沼泽和灌丛沼泽的平均值.苔草沼泽、灌丛沼泽、10a和20a落叶松人工林生长季(150d)甲烷排放总量分别为(6.66±8.31)g · m-2 · a-1,(0.32±0.31)g · m-2 · a-1,(0.13±0.50)g · m-2 · a-1和(-0.11±0.20)g · m-2 · a-1.沼泽排水造林后甲烷排放量减少的主要原因为水位下降和维管植物的减少;此外,排水沟相对面积减少也是导致人工林甲烷排放速率降低的原因之一.     

小兴安岭典型苔草和灌木沼泽N2O排放及影响因子

为了研究小兴安岭林区典型苔草和灌木沼泽N2O排放通量的季节动态、年际动态及其与环境因子的关系,并估算排放总量,2007和2008年在植物生长季采用静态箱-气相色谱法,对小兴安岭林区典型修氏苔草（Carex schmidtii）沼泽和油桦-修氏苔草（Betula ovalifolia-Carex schmidtii）灌木沼泽N2O排放进行了监测。结果表明,苔草和灌木沼泽2007年生长季N2O排放总量分别为0.14和0.29 kg/hm2;2008年分别为0.68和-0.10 kg/hm2。苔草和灌木沼泽N2O排放通量除灌木沼泽2008年变化规律性不明显外,均具有比较显著的季节变化,最大排放出现在夏季或夏、秋季节,其中2007年N2O排放平均通量为0.0037和0.0082 mg?m-2?h-1;2008年为0.016和-0.0025 mg?m-2?h-1。分析表明,苔草沼泽N2O排放年际差异不显著,灌木沼泽N2O排放年际差异显著;不同类型沼泽间N2O排放差异不显著;仅苔草沼泽2007年N2O排放通量与水位具有显著的负相关性（r=-0.52,P < 0.05,n=15）。     

小兴安岭森林沼泽甲烷排放及其影响因子

 利用静态箱-气相色谱法, 对小兴安岭5种森林沼泽生长季甲烷(CH₄)排放通量进行研究, 并探讨了温度、地下水位和植被等主要环境因子对CH₄排放的影响。结果表明: 毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)-藓类(Moss)沼泽和落叶松-泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽的CH₄排放有明显的季节变化规律, 而白桦(Betula platyphylla)沼泽和落叶松-苔草(Carex schmidtii)沼泽CH₄通量的季节变化相对较小。落叶松-泥炭藓沼泽有爆发式CH₄通量现象出现, 对生长季CH₄排放通量影响较大。在生长季内落叶松-泥炭藓沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽为大气CH₄的源, 而落叶松-苔草沼泽和落叶松-藓类沼泽为大气CH₄的汇, 生长季CH₄的平均排放通量分别为(56.08 ± 200.38)、(15.34 ± 14.89)、(0.64 ± 0.88)、(–0.88 ± 1.76)和(–0.94 ± 3.00) mg·m^–2·d^–1。除落叶松-泥炭藓沼泽外, 不同森林沼泽类型间CH₄排放通量随地下水位升高而增大; 地下水位在–34.5 ~ –30.8 cm之间可能存在CH₄源与汇的临界点, 季节平均地下水位低于这一位置的森林沼泽为大气CH₄的汇。温度对森林沼泽CH₄通量的影响比较复杂, 二者间可能为正或负的显著(p＜0.05)或非显著(p＞0.05)相关关系。CH₄通量与乔木地上生物量有较强的负相关性, 这有可能成为小兴安岭森林沼泽CH₄通量的最佳预测因子。     

N2O排放规律及其影响因子

采用野外静态箱-气相色谱法,研究了小兴安岭典型阔叶林沼泽生长季节土壤CO2、CH4和N2O排放季节变化规律、源/汇功能及主要影响因子。结果表明：①苔草沼泽、毛赤杨沼泽和白桦沼泽生长季节土壤CO2、CH4、N2O排放分别集中在夏季、夏秋季、春夏季,平均排放通量依次为514.63、487.89、382.27 mgm-2h-1,1.88、1.03、0.04 mgm-2h-1,58.61、11.73、3.70µgm-2h-1。②三者生长季节土壤CO2排放通量与气温和0~20 cm土壤温度均呈显著正相关;苔草沼泽CH4排放通量与30~40 cm土壤温度呈显著正相关,毛赤杨沼泽CH4排放通量与地表温度呈显著负相关;白桦沼泽N2O排放通量与地表温度呈显著正相关。苔草沼泽N2O排放与水位呈显著负相关;毛赤杨沼泽CH4排放与水位呈显著正相关;白桦沼泽CO2排放与水位呈显著负相关。③三者生长季节土壤均为CO2、CH4、N2O排放源（17.56、13.76、18.53 thm-2;67.54、37.05、1.30 kghm-2;0.13、2.11、0.42 kg.hm-2）,三者CO2排放量相近（5.5%~21.6%）;苔草沼泽为CH4的强排放源,毛赤杨沼泽为中排放源,白桦沼泽为弱排放源;毛赤杨沼泽为N2O的强排放源,白桦沼泽为中排放源,苔草沼泽为弱排放源。