大、小潮日闽江口短叶茳芏+芦苇沼泽甲烷排放通量日变化特征

利用"静态箱-悬浮箱-气相色谱法",分别在小潮日(2010年4月4～5日和9月2～3日)和大潮日(2010年4月14～15日和9月9～10日),在闽江口鳝鱼滩湿地的中高潮滩过渡区短叶茳芏(Cyperus malaccensis)+芦苇(Phragmites australis)沼泽中,取样并测定了该沼泽24h的甲烷排放通量,并同步对潮水水位、温度等环境因子进行了观测。研究结果表明,不论大、小潮日,总体上,沼泽是甲烷排放源,白天的甲烷排放通量大于夜间;4月、9月的2个小潮日的甲烷排放通量分别为4.43mg/(m2·h)和8.13mg/(m2·h),2个大潮日的甲烷排放通量分别为1.39mg/(m2·h)和3.25mg/(m2·h),小潮日甲烷排放通量明显大于大潮日;大潮日,涨落潮阶段的沼泽水-气界面甲烷排放通量低于非涨落潮阶段;温度和潮水水位是控制甲烷排放通量日变化的重要环境因子。     

闽江河口感潮湿地入侵种互花米草甲烷通量及影响因子

2007年利用静态箱-气相色谱仪法对闽江河口湿地外来入侵种互花米草斑块甲烷通量进行测定。结果表明,互花米草甲烷排放通量有明显的季节变化,涨潮前和落潮后甲烷通量平均值分别为13.12和12.94mg/(m²·h);涨落潮过程,互花米草斑块排放到潮水的甲烷通量(3.07mg/(m²·h)大于排放到大气的甲烷通量(2.35mg/(m²·h),差异不显著;涨落潮过程中排向大气和潮水的甲烷通量之和(5.42mg/(m²·h)与涨潮前、落潮后甲烷通量差异显著;互花米草排向大气甲烷总通量86.86g/(m²·a),排向潮水甲烷总通量7.84g/(m²·a)。     

互花米草入侵下闽江河口沼泽土壤中各形态氮含量和储量

在闽江河口鳝鱼滩湿地,短叶茳芏(Cyperus malaccensis)为生长在闽江河口的本土植物,以短叶茳芏沼泽为对照,研究了互花米草(Spartina alterniflora)入侵0~4 a、入侵4~8 a和入侵8~12 a的0~50 cm深度互花米草沼泽土壤中的各形态氮含量和密度,同时测定其环境影响因子。研究结果表明,在互花米草入侵后,互花米草沼泽0~20 cm土壤全氮和总有机氮含量与短叶茳芏沼泽相比有所增大,并随着互花米草入侵时间延长而增大。在互花米草入侵初期,互花米草沼泽30~50 cm深度土壤全氮和总有机氮含量比短叶茳芏沼泽小,入侵4 a后超过短叶茳芏沼泽;土壤铵态氮和硝态氮含量在0~50 cm深度持续增大。0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm深度土壤全氮和总有机氮密度分别在互花米草入侵8 a、入侵4 a和入侵初期开始增大;30~40 cm和40~50 cm深度土壤全氮和总有机氮密度在互花米草入侵初期比短叶茳芏沼泽小,分别在入侵4 a和入侵8 a开始增大;0~50 cm深度土壤铵态氮和硝态氮密度都持续增大。土壤各形态氮含量和氮密度主要受含水量、盐度、容重和土壤粒径等环境因子影响。     

台风“苏力”对闽江河口沼泽土壤间隙水中溶解性甲烷和乙酸等的影响

为了揭示台风对河口沼泽土壤间隙水溶解性甲烷(CH4)、溶解性二氧化碳(CO2)和乙酸浓度等的影响,2013年7月测定了闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)半咸水沼泽和互花米草(Spartina alterniflora)半咸水沼泽在台风"苏力"登陆前后土壤间隙水中的上述指标。结果表明,台风"苏力"显著降低了两种植物沼泽土壤间隙水中的溶解性CH4、溶解性CO2和乙酸浓度(p0.05),同时显著增加了间隙水中SO42-浓度(p0.01);与短叶茳芏沼泽土壤相比,互花米草沼泽土壤间隙水乙酸浓度等指标对台风的响应更为明显。两种植物沼泽土壤间隙水中乙酸浓度等指标对台风"苏力"响应的强度存在垂直剖面上的变化,短叶茳芏沼泽间隙水乙酸、硫酸根、溶解性CO2和溶解性CH4浓度在深度为10~20 cm土层中的变化最明显,而互花米草沼泽不同深度土层各指标浓度的变化对台风"苏力"响应较为复杂。     

氮输入和互花米草入侵下闽江河口潮滩土壤甲烷氧化速率研究

通过室内培养实验,研究了自然状态(对照)、外源铵态氮(NH_4Cl)和硝态氮(KNO_3)的3种浓度输入(1 g/m~2、2 g/m~2和4 g/m~2氮)和互花米草入侵下,闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)潮滩土壤甲烷氧化速率。结果表明,与自然状态下相比,总体上,氨态氮输入促进了短叶茳芏潮滩土壤甲烷氧化,且随着氮输入浓度的增加,其促进作用逐渐增大;而硝态氮输入却抑制了短叶茳芏潮滩土壤的甲烷氧化,输入的硝态氮浓度越高,甲烷氧化速率越小;氮输入对潮滩土壤甲烷氧化速率无显著影响。互花米草(Spartina alterniflora)潮滩土壤的甲烷氧化速率高于短叶茳芏潮滩,互花米草入侵使潮滩土壤的甲烷氧化速率增加了22.66%。低、高浓度氮输入与互花米草入侵共同作用促进了潮滩土壤甲烷氧化,而中浓度氮输入与互花米草入侵共同作用却抑制了潮滩土壤甲烷氧化。潮滩土壤甲烷氧化速率与输入氮的类型、浓度、培养时间和土壤类型等有关。     

氮输入和互花米草入侵下闽江河口潮滩土壤甲烷氧化速率研究北大核心CSCD

通过室内培养实验,研究了自然状态(对照)、外源铵态氮(NH_4Cl)和硝态氮(KNO_3)的3种浓度输入(1 g/m^2、2 g/m^2和4 g/m^2氮)和互花米草入侵下,闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)潮滩土壤甲烷氧化速率。结果表明,与自然状态下相比,总体上,氨态氮输入促进了短叶茳芏潮滩土壤甲烷氧化,且随着氮输入浓度的增加,其促进作用逐渐增大;而硝态氮输入却抑制了短叶茳芏潮滩土壤的甲烷氧化,输入的硝态氮浓度越高,甲烷氧化速率越小;氮输入对潮滩土壤甲烷氧化速率无显著影响。互花米草(Spartina alterniflora)潮滩土壤的甲烷氧化速率高于短叶茳芏潮滩,互花米草入侵使潮滩土壤的甲烷氧化速率增加了22.66%。低、高浓度氮输入与互花米草入侵共同作用促进了潮滩土壤甲烷氧化,而中浓度氮输入与互花米草入侵共同作用却抑制了潮滩土壤甲烷氧化。潮滩土壤甲烷氧化速率与输入氮的类型、浓度、培养时间和土壤类型等有关。     

河口沼泽土壤醋酸发酵途径产生的甲烷及基质添加对甲烷产生的刺激作用

采集闽江口鳝鱼滩优势植物芦苇(Phragmites australis)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam.var.brevifolius Bocklr)和互花米草(Spartina alterniflora)沼泽的土壤样品,添加土壤醋酸发酵途径产甲烷的特殊抑制剂——磷酸盐缓冲液以及不同甲烷产生...     

互花米草入侵闽江河口短叶茳芏湿地对沉积物硝化速率的影响

互花米草(Spartina alterniflora)入侵中国滨海湿地,对湿地沉积物氮循环产生重要影响。选取闽江河口互花米草和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沉积物为研究对象,测定沉积物潜在硝化速率(PNR)及其沉积物理化学性质,探讨河口湿地沉积物的硝化过程对互花米草入侵的响应。结果表明:短叶茳芏和互花米草沉积物PNR变化范围分别为0.19~2.18μg N·g~(-1)·d~(-1)和0~0.52μg N·g~(-1)·d~(-1),变异系数均为63%。短叶茳芏15~25 cm的PNR比表层0~15 cm低(P0.05),但PNR随月份的动态变化没有显著差异(P0.05)。互花米草沉积物PNR随沉积物深度变化无显著差异(P0.05)。互花米草沉积物的PNR显著低于短叶茳芏的(P0.01),PNR减少27.03%~100%,8月及20~25 cm沉积物减少最多。除含水率和沉积物深度与PNR显著相关外(P0.05),温度、氧化还原电位、pH和电导均与PNR不相关(P0.05)。     

若尔盖高原泥炭沼泽二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放通量研究

2003～2005年,在每年的植物生长季,采用静止箱/气相色谱法,观测和计算了若尔盖高原泥炭沼泽温室气体CO2、CH4和N2O的排放通量.若尔盖高原泥炭沼泽平均CO2排放通量为203.22 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CO2排放通量[348.31 mg/(m2·h)]的58%和放牧草场平均CO2排放通量[323.03 mg/(m2·h)]的62%;若尔盖高原泥炭沼泽平均CH4排放通量为2.43 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CH4排放通量[0.29mg/(m2·h)]的8.4倍和放牧草场平均CH4排放通量[0.07 mg/(m2·h)]的34倍;若尔盖高原泥炭沼泽平均N2O排放通量为0.020 mg/(m2·h),低于沼泽化草甸平均N2O排放通量[0.037 mg/(m2·h)]和放牧草场平均N2O排放通量[0.056 mg/(m2·h)].     

基于修正的GHG-RA模型的三峡库区甲烷排放通量估算

利用以往研究中三峡库区的24个监测点的甲烷排放通量实测数据及其年平均气温和降水量数据,对温室气体排放风险评估模型(greenhouse gas risk assessment tool,GHG-RA)的系数进行了修正;利用修正的GHG-RA模型,估算了三峡库区24个监测点的甲烷排放通量;对2018～2117年期间三峡库区的平均甲烷排放风险进行了评价。研究结果表明,利用修正的GHG-RA模型估算的24个监测点的甲烷排放通量的平均值为0.222 mg/(m2·h),与实测值的均方根误差和平均偏差分别为0.12 mg/(m2·h)和0.32 mg/(m2·h);估算的2018～2117年期间三峡库区的平均甲烷排放通量为0.255 mg/(m2·h),甲烷排放风险为中等排放风险。     

闽江河口短叶茳芏和互花米草沼泽土壤剖面间隙水营养盐含量比较

生物入侵的生态影响是入侵生态学的一个重要研究领域,但是,目前对于外来植物入侵造成的生态后果评价多集中在对于生态系统地上部分的影响,对于地下生态过程和生物地球化学过程的影响研究则相对较少.利用平衡式孔隙水采样器采集闽江河口鳝鱼滩土著种短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽和入侵种互花米草(Spartina alterniflora)沼泽高分辨率的原位土壤间隙水样,测定其营养盐含量.结果表明,短叶茳芏沼泽和互花米草沼泽土壤间隙水中营养盐含量都具有明显的季节变化,尤其是夏季与秋季的差异较大.短叶茳芏沼泽土壤间隙水中,PO43-—P含量随着剖面深度的增加而呈上升的趋势最为明显;溶解无机氮以NH4+—N为主,含量范围为35～200 μmol/L;NO2-—N和NO3—N含量总和在3～10μmol/L之间,其中NO3-—N含量占绝对优势.与短叶茳芏沼泽相比,互花米草沼泽间隙水中铵盐比例较高,氮磷比值较低.以上结果表明,互花米草入侵已对闽江河口鳝鱼滩土著种短叶茳芏沼泽土壤间隙水营养盐循环产生了一定的影响.     

闽江河口潮汐湿地甲烷排放通量温度敏感性特征

选择2007年11个月的中潮日,在闽江河口鳝鱼滩潮汐湿地,同步观测了芦苇(Phragmites australis)沼泽、短叶茳芏(又称成草)(Cyoerus malaccensis)沼泽、藨草(Scirpus triqueter)沼泽和光滩涨潮前、落潮后的甲烷排放通量以及气温和土温,计算了甲烷排放通量温度敏感性(Q10值),并分析了湿地甲烷排放通量Q10值与温度的关系.研究结果表明,4种湿地的甲烷排放通量与土温、气温都有显著的指数相关关系(n=20,p<0.01),低温时比高温时相关程度更高;4种湿地甲烷排放通量平均土温敏感性(Qs10值)和气温敏感性(Qa10值)分别为5.41和3.95,芦苇沼泽、咸草沼泽、藨草沼泽和光滩的甲烷排放通量Qs10值分别为3.22、5.23、4.79和11.10,它们的甲烷排放通量Qa10值分别为2.89、3.96、3.84和7.78,光滩甲烷排放通量温度敏感性最强;涨潮前4种湿地甲烷排放通量平均Qs10值和平均Qa10值分别为4.82和3.53,落潮后则分别为6.15和4.39,但涨潮前与落潮后湿地甲烷排放通量Q10值的差异不显著(p>0.05);湿地植物主要生长季,潮汐湿地甲烷排放通量Q10值低于其他时间.     

盐度对感潮区淡水沼泽土壤甲烷产生潜力的影响

为了揭示海水入侵及伴随的盐度变化对感潮区淡水沼泽土壤甲烷产生潜力的影响,采集闽江河口感潮区短叶茳芏(Cyperus malaccensis)淡水沼泽土壤,运用室内泥浆厌氧培养法,通过添加人造海水,对10种盐度处理(0‰、0.5‰、2.5‰、5‰、7.5‰、10‰、15‰、20‰、25‰和30‰)下的沼泽土壤CH4产生潜力进行了连续3周的测定与分析。随着盐度的增加,感潮区短叶茳芏淡水沼泽土壤CH4产生潜力降低。与对照处理(盐度0‰)相比,0.5‰和2.5‰盐度处理下的3周CH4产生累积量无显著差异,但其他7个处理3周CH4产生累积量都显著低于对照处理(p0.05)。盐度大于5‰的海水添加,对土壤CH4产生潜力表现出显著的抑制效应,盐度低于5‰的海水添加则无显著影响。在土壤p H为3.8~6.12的情景下,土壤CH4产生潜力与土壤p H显著正相关(p0.05),与土壤电导率、硫酸盐含量和氯离子含量显著线性负相关(p0.001)。土壤盐度是影响感潮区短叶茳芏淡水沼泽土壤CH4产生潜力的重要环境因子。     

闽江河口湿地3种植物化学计量内稳性特征

植物化学计量内稳性特征是植物在长期的进化过程中,适应环境变化的结果,是其生理和生化调节的反映。为了阐明闽江河口湿地植物化学计量内稳性特征,对研究区互花米草(Spartina alterniflora)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤及植物器官的氮和磷元素进行测定与分析,并计算植物内稳性指数(H)。研究结果表明,土壤有效氮和有效磷含量随植物生长过程总体在波动减少,植物全氮和全磷含量波动变化,植物不同器官的全磷含量变化趋势相似;植物类型、生长阶段、元素组成与植物器官都对植物内稳性指数具有一定影响,互花米草内稳性指数HN、HP和HN︰P的变化范围分别为0.18~7.67、0.33~14.22和1.02~14.12,平均值分别为1.56、3.30和3.52,短叶茳芏内稳性指数HN、HP和HN︰P的变化范围分别为1.11~2.78、1.10~14.12和1~3.95,平均值分别为1.40、5.24和2.31,芦苇内稳性指数HN、HP和HN︰P的变化范围分别为0.12~4.55、1.3~10.19和0.63~19.23,平均值分别为2.02、3.98和4.03;芦苇HN的平均值最大,其他依次为互花米草HN、短叶茳芏HN,短叶茳芏HP的平均值最大,其他依次为芦苇HP、互花米草HP,芦苇HN︰P的平均值最大,其他依次为互花米草HN︰P、短叶茳芏HN︰P;同种植物地上部分和地下部分的内稳性指数排序存在倒序关系。     

盐水入侵下辽河口芦苇沼泽土壤甲烷排放的室内模拟研究

为了探究盐水入侵对辽河口芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤CH_4排放通量的影响,在辽河口芦苇沼泽采集土壤样品,配制盐度为0.7‰、1.5‰、3‰和6‰的4种盐水,采用原状土芯模拟和静态箱-气相色谱法,分别测定4种盐度盐水入侵下,土壤CH_4排放通量、植物地上生物量、土壤溶解性有机碳和微生物量碳含量。研究结果表明,整个实验期间,在4种盐度盐水入侵下,土壤CH_4排放通量平均值分别为9.01 mg/(m~2·h)、6.80 mg/(m~2·h)、6.77 mg/(m~2·h)和5.34 mg/(m~2·h);实验结束后,土壤溶解性有机碳质量比分别为754.8 mg/kg、602.2 mg/kg、579.5mg/kg和288.3 mg/kg,土壤微生物量碳质量比分别为1 797.1 mg/kg、967.5 mg/kg、895.3 mg/kg和480.8 mg/kg;盐水的盐度升高显著降低了土壤CH_4排放通量、土壤溶解性有机碳含量和微生物量碳含量;土壤CH_4排放通量分别与土壤溶解性有机碳、微生物量碳含量显著正相关,与芦苇地上生物量不相关;在盐水入侵条件下,生源有效碳含量可能是限制芦苇沼泽土壤CH_4排放通量的关键因子。     

若尔盖高原与三江平原沼泽湿地CH4排放差异的主要环境影响因素

若尔盖高原沼泽湿地和三江平原沼泽湿地分别是我国面积最大的高原和平原淡水沼泽湿地.通过对二者常年积水的沼泽湿地CH4排放进行的同步观测,表明三江平原沼泽湿地CH4排放通量平均值是若尔盖高原的4.7倍.其中,若尔盖高原木里苔草沼泽的CH4排放通量范围是0.51～8.20 mg/(m2·h),平均值为2.87 mg/(m2·h);乌拉苔草沼泽CH4排放通量范围是0.36～10.04 mg/(m2·h),平均值为4.51 mg/(m2·h).三江平原毛果苔草沼泽湿地的CH4排放通量范围是1.32～46.38 mg/(m2·h),平均值为17.29 mg/(m2·h).水分条件和温度条件的不同是导致两地CH4排放产生差异的主要原因.在相同的温度条件下,土壤氧化还原状况对CH4排放有重要的影响.沼泽植物的种类和数量也对沼泽湿地CH4排放具有重要的作用.     

长江口崇明东滩潮间带甲烷(CH4)排放及其季节变化

2004年5月至2005年4月在长江口崇明东滩湿地采用原位静态箱法对甲烷(CH₄)排放通量进行了现场测定。结果表明,崇明东滩潮间带(CM)是大气CH₄的排放源,且CH₄排放具有明显的季节变化规律,中潮滩(CM-2)7月CH₄排放最多,其通量为9.27 mg/(m²·h),在次年4月排放最少,只有0.03 mg/(m²·h)。低潮滩(CM-3)在春季5月CH₄排放最多,通量为0.09 mg/(m²·h);冬季2月CH₄通量值最低,只有0.002 mg/(m²·h),中、低潮滩CH₄年平均排放通量分别为2.06 mg/(m²·h)和0.04 mg/(m²·h)。     

吉林敦化臌囊薹草泥炭沼泽土壤甲烷产生速率和氧化速率

以地处长白山区的吉林省敦化市大石头镇东明林场臌囊薹草(Carex schmidtii)泥炭沼泽为研究对象,于2019年7月15日,采集臌囊薹草草丘、丘下和丘间0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深度的土壤样品,采用室内培养法,培养土壤样品,在连续培养的24 d中,从培养土壤样品的培养瓶中抽取气体样品,测定土壤甲烷的产生速率和氧化速率。研究结果表明,在实验的第24天,臌囊薹草草丘0～30 cm深度土壤的甲烷产生速率最大,为(156.55±83.37)μg/(g·d),在实验的第6小时,土壤甲烷氧化速率最大,为(1.38±0.11)μg/(g·d),二者显著高于丘下和丘间土壤,丘下和丘间土壤甲烷产生速率和氧化速率无显著差异;在垂直方向上,在实验的第24天,草丘10～20 cm深度土壤甲烷产生速率最大;在实验的第16天,丘间10～20 cm深度土壤甲烷产生速率最大;在实验的第12天,丘下0～10 cm深度土壤甲烷产生速率最大;草丘对土壤甲烷的氧化作用在甲烷释放过程中占主导地位,可以有效减少甲烷的排放量,对沼泽碳输出具有重要的调控作用。     

辽河口盐沼和光滩CO_2排放通量及其影响因素

于2016年6~11月,在辽河口盘锦市湿地科学研究所基地的芦苇(Phragmites australis)盐沼、笔架岭的盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和光滩中,采用静态箱-气相色谱法,采集气体样品,在实验室中,测量和计算出气样的CO_2浓度,估算CO_2排放通量;分析CO_2排放通量与土壤温度、氧化还原电位、pH和电导率等环境因子的关系。结果表明,辽河口芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼(涨潮前)和光滩(涨潮前)CO_2排放通量平均值分别为(1 187.7±649.0)mg/(m2·h)、(362.4±146.1)mg/(m2·h)和(91.1±21.1)mg/(m2·h)。3种类型湿地CO_2排放通量差异显著(n=24,p0.01),芦苇盐沼CO_2排放通量最高,光滩的CO_2排放通量最低。在涨潮中,盐地碱蓬盐沼和光滩的CO_2排放通量平均值分别为(127.9±90.9)mg/(m2·h)和(45.8±21.1)mg/(m2·h),显著低于涨潮前的CO_2排放通量(n=24,p0.01)。各类型湿地CO_2排放通量与土壤电导率显著负相关(n=24,p0.01),说明土壤盐分是影响不同类型湿地CO_2排放通量的关键环境因子。     

三江平原沼泽湿地与稻田CH4排放对比研究

2001年5～10月,在三江平原对毛果苔草沼泽湿地和由沼泽湿地开垦后稻田的CH4 排放通量进行了同步观测.三江平原毛果苔草沼泽湿地CH4排放通量范围是1.32～46.38 mg/(m2@h),平均值为17.29 mg/(m2@h).稻田的CH4 排放通量范围是0.05～24.37 mg/(m2.h),平均值为6.67 mg/(m2.h).沼泽湿地CH4 排放通量平均值是稻田的2.5倍,水分条件和因土地利用方式改变引起的土壤理化条件变化是导致二者的CH4 排放通量产生差异的主要原因.CH4 排放通量有明显的季节变化,7～8月高温期出现CH4 排放高峰.