神农架大九湖泥炭湿地能量通量及平衡分析

研究大九湖泥炭湿地通量,为准确评估泥炭地生态系统与大气间的物质和能量交换提供基础数据。利用涡度相关系统对神农架大九湖2015年9月~2016年8月的净辐射、显热通量、潜热通量及土壤热通量进行了为期1年的连续观测。结果表明:1)泥炭地全年净辐射为3 146.91MJ/m2,显热通量为931.79MJ/m2,潜热通量为1 762.40MJ/m2,土壤热通量为22.26MJ/m2;能量分配主要以潜热为主,占净辐射的56%。潜热通量为能量散失的主要形式,土壤表现为热汇。2)各能量分量季节变化明显,10月、1月、4月及7月的日变化均以净辐射为基础,呈相似的单峰型曲线变化。3)波文比逐月变化不规律,月平均波文比为0.65、波动在0.34~1.06,年波文比为0.53,全年能量分配潜热通量大于显热通量。4)神农架大九湖泥炭地年能量闭合度为0.86,存在14%的能量不闭合。不闭合的原因可能与下垫面状况、季节变化及平流的影响产生的波动等相关。

神农架大九湖亚高山泥炭湿地水汽通量特征及其与相关环境因子的关系

以神农架大九湖亚高山泥炭湿地为对象,采用涡度相关技术,通过采集湿地水汽通量的年际数据,并进行数据统计和分析,研究水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果显示:(1)大九湖泥炭湿地全年蒸散量占降水量的58.59%,能够满足大九湖生态系统水汽循环的需要。(2)大九湖泥炭湿地的水汽通量全年各月份日均变化大多为正值,即释放水汽,表明该地区总体表现为水汽源;在季节尺度上,水汽通量最大值出现在夏季,夏季水汽通量日均变化幅度最大。(3)净辐射月均变化幅度较大,其中夏季净辐射最大,占全年的34.96%。各季节的净辐射与水汽通量均呈正相关,春季、夏季和秋季的拟合效果(R2)均超过0.7,夏季最高(0.8347),且高于其他同纬度6个地区。(4)除2018年1月外,各月份水汽通量与气温均呈显著正相关,特别是夏季最显著相关,这与夏季植物蒸腾和水分蒸发旺盛有关。(5)气温和净辐射对水汽通量的影响在各季节均显著,但各季节间有所差异。研究表明净辐射在大九湖泥炭湿地水汽循环中的作用大于气温对水汽通量的影响。

神农架大九湖泥炭湿地二氧化碳和甲烷排放化学计量比研究

湿地碳释放产物之间关系的研究对了解湿地生态系统碳固定和温室气体排放机理具有重要意义。运用涡度相关技术连续原位观测,对湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的排放特征、CO2与CH4排放化学计量比(CO2∶CH4比值)的动态变化及其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明:①大九湖泥炭湿地CH4和CO2通量均表现出较明显的月和季节变化规律,从CO2与CH4排放的相关性拟合结果来看,各季节CH4与CO2排放的月平均关系表现为线性拟合或一元二次拟合效果最佳,而其日平均关系则表现为一元二次拟合效果较好;②泥炭湿地CO2∶CH4比值从2017年3月到2018年1月呈"U"型曲线,1月达到最大值后下降,且全年CO2:CH4比值日平均与CO2呈极显著正相关关系;③除地面以下20cm处土壤含水量(SWC20)月平均外,CO2∶CH4日/月平均变化与环境因子均呈极显著相关关系,其中CO2∶CH4比值与环境温度、土壤温度呈极显著负相关关系,而CO2∶CH4比值与土壤含水量呈极显著正相关关系。