水位变化对湿地土壤CO_(2)排放速率的影响研究

为研究水位变化幅度和周期对土壤CO_(2)排放速率的影响,采集黄河小北干流区原状土样进行为期1161 h的室内水位控制监测试验,分高水位波动(a)、低水位波动(b)、干旱胁迫(c)和参照组(d)4组进行对比,分析5个阶段的CO_(2)排放速率、DOC(可溶性有机碳)和DOC/DON(可溶性有机氮)数据。在监测全过程中CO_(2)排放速率平均值分别为0.23、0.22、0.16、0.22μmol/(cm2·h),水位变化整体造成0.35倍、-0.18倍、-0.11倍、-0.24倍的改变。相较于监测过程的平均值,水位变化造成a、b、c、d 4组-0.72~2.48倍、-0.86~1.18倍、-0.97~1.44倍、-0.85~0.70倍的过程性波动,CO_(2)排放速率表现出“上升—衰弱—恢复”的特征。相较于前一阶段平均值数据,水位下降后(阶段Ⅰ)a、b、c 3组发生2.48、1.18、1.44倍的上升,持续时间91.5 h后又发生0.18、0.43和0.27倍的下降(阶段Ⅰf);监测279.9 h时的水位上升造成a、b、c 3组较前一阶段明显上升(阶段Ⅱ),48.5 h后a、b、c 3组排放速率下降(阶段Ⅱf);664 h时的水位上升(阶段Ⅲ、Ⅲf)造成的影响类似于前一阶段,在监测最后的240 h内(阶段Ⅳ),4组较Ⅲf阶段都有不同程度的回升。0~5 cm和5~10 cm土壤DOC含量和DOC/DON值受水位变化影响明显,出现初期上升和后期下降的趋势。水位变化对湿地土壤CO_(2)排放表现出大幅度、长时间的影响,水位变化对湿地土壤CO_(2)排放速率影响显著且具有阶段性特征。

水位变化对黄河中游蒲草湿地CO_2排放速率的影响

为了研究水位变化对CO_2排放的影响规律,评价自然水位的变化对湿地生态功能的影响,选择黄河中游典型蒲草湿地进行人工注水处理,对自然样地(To)、一次注水至地表(T)、持续注水至地表(Tf)、持续注水至-30 cm水位(Th)等4种处理进行持续7日监测。研究发现,各注水处理的CO_2排放速率与To有显著差异,但各处理之间差异不显著,CO_2排放速率平均值表现为To>Th>Tf>T;自然样地CO_2排放有昼高夜低的特征,但存在日际差异;T处理24 h后有持续12 h的快速上升过程,37.69 h后于低值处波动,与To相比,前5天排放速率波动特征略有滞后,后期基本一致;监测过程中Tf和Th变化特征基本一致,Tf排放速率略小,但都与To明显不同,除了监测前24 h,二者在7日监测过程中波动较To平缓;7日CO_2排放总量为To>Th>Tf>T(5.19、4.19、3.62、3.39 mol?m-2),Th、Tf、T处理排放速率分别下降19.3%、30.2%、34.6%。研究证明,短期水位波动对CO_2排放的影响最明显,中国西北部河流水位的频繁波动能大幅度影响湿地碳库功能。