水分和温度交互作用下城市景观水体湖滨带沉积物CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O排放研究

为模拟极端天气条件下关键的环境因子对城市景观水体湖滨带温室气体(GHGs)排放的影响,本研究以GHGs高排放样地-南京星甸湿地公园为研究对象,采集湖滨带表层沉积物进行室内培养,探讨在不同水分和温度条件下沉积物GHGs累计排放量和理化性质的变化差异。研究发现:①长期高温会抑制土壤呼吸,30℃淹水处理组在培养前期的GHGs排放速率是培养后期的1.6~4.1倍,这是由于随着培养时间的增长环境内DOC含量和C/N下降,有限碳含量不足以维持现有微生物生存需求,大量微生物死亡,不利于GHGs的排放;②在适宜温度内,水分增加和温度升高都会促进城市景观水体湖滨带沉积物GHGs的排放,这是由于淹水和增温都有利于沉积物中的厌氧微生物的繁殖与代谢,加速了有机质(DOM)-类富里酸的分解,CO_(2)和CH_(4)作为微生物分解DOM的副产物也增加了排放总量,此外,增温有利于影响硝化-反硝化过程的生物酶的活性,N_(2)O的排放总量也有所增加。结果表明:未来应该高度关注不同环境条件下外源溶解性碳输入对景观水体温室气体排放的影响,为准确评估城市景观水体对全球碳排放的贡献并制定减排政策提供重要理论依据。

水分状况及温度对长江漫滩沉积物温室气体排放的影响:以南京绿水湾湿地为例

为探究水文波动和气候变暖对河流漫滩温室气体排放的影响,选取南京长江绿水湾湿地漫滩表层0~15 cm沉积物为实验对象,利用三维荧光光谱(3D-EEMs)等技术,结合室内培养实验,研究了2种水分状况(淹水和半淹水)和4种温度(5、15、20、30℃)下二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))、氧化亚氮(N_(2)O)排放规律。结果表明:累积CO_(2)排放量随温度及水分含量升高而升高,温度敏感系数(Q10)随温度升高而降低;淹水30℃处理下CO_(2)排放速率在培养25 d后受到抑制而逐渐下降。淹水CH_(4)累积排放量显著高于半淹水,且随温度升高而增加。淹水显著降低了沉积物净硝化速率,5℃半淹水N_(2)O累积排放量显著高于淹水,但30℃淹水N_(2)O累积排放显著高于半淹水。增温有利于加快淹水上覆水溶解性有机质(DOM)的腐殖化进程。研究表明,温度上升、水分含量增加均将导致沉积物排放的温室气体增温潜势(GWP)提高。