非均质条件下珠江口潮汐湿地地下水流动特征

开展非均质条件下潮汐湿地中地下水流动特征研究,成为深入揭示潮汐湿地水循环及物质循环过程的重要前提。以广州南沙区的河畔潮汐湿地为对象,基于放射性氡同位素示踪技术考察含水层非均质情况下地下水的流动特征。结果表明:1)研究区介质干容重、介质孔隙度和介质氡释放(Ern)呈现空间异质性,介质氡释放是导致介质氡平衡能力([Rn]gw)呈现显著空间异质性(2210.15~7700.33 Bq/m^(3))的主要因素。2)非均质条件下地下水流动呈现显著的分区特征,根据氡的比活度可以划分为快速流动区和滞留区。其中,快速流动区地下水氡比活度较小,观测期内平均值为1522.39 Bq/m^(3),地下水呈现由陆向海近似“U”型的流动模式。滞留区地下水氡比活度显著增大,观测期内平均值为3858.40 Bq/m^(3),地下水受潮汐作用而滞留更久。滞留区地下水流动状态受潮高差影响,潮高差越大,潮汐对湿地地下水的整体驱动力越大,滞留区地下水渗出相对容易,反之滞留区地下水渗出较难。由此可见,潮汐湿地含水层介质的空间异质性是影响地下水流动特征的关键因素。

珠江口红树林土壤甲烷和二氧化碳通量特征及其影响因素研究

红树林作为碳密度最高的森林生态系统之一,在碳生物地球化学循环过程中发挥着重要作用。该研究以广州市珠江河口红树林土壤为主要研究对象,于2020年8月—2021年7月运用静态箱法分别对红树林中的外滩(靠近海岸)、中滩(植被聚集)和内滩(靠近内陆)的土壤-大气界面的CO_(2)和CH_(4)通量进行观测,探讨红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)排放通量的时空分布特征及其对环境因子(温度、含水量以及土壤理化性质)的响应。此外,基于稳定碳同位素(δ^(13)C)特征和Keeling Plot方法综合评估红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)通量的来源特征。结果表明,研究期间平均CH_(4)通量为18.97μmol·m^(-2)·h^(−1),CO_(2)通量均值为4.19 mmol·m^(-2)·h^(−1)。CO_(2)和CH_(4)的通量均具有显著的时空差异性,CO_(2)通量最高值出现在3月,CH_(4)在9月达到最高值。CO_(2)通量排序为内滩>中滩>外滩,CH_(4)通量则表现为中滩>外滩>内滩。土壤含水量、pH、EC、ORP和有机碳含量与CO_(2)通量呈负相关关系,CH_(4)通量与土壤含水量、pH和有机碳含量呈正相关关系。虽然研究区红树为C3植物,然而土壤呼吸产生的CO_(2)的同位素特征在内滩为−16.05‰,中滩为−17.73‰,外滩为−29.77‰,内滩和中滩表现为C4植物特征,由此表明藻类成为土壤呼吸来源。内滩的有机质分解程度最高。研究区CH_(4)的分馏系数在外滩、中滩和内滩均小于1.055,CH_(4)产生方式以乙酸产甲烷为主。该研究系统探讨了红树林生态系统CO_(2)和CH_(4)通量、来源及其影响因素,对进一步了解红树林对碳循环及其气候变化的影响具有重要意义。