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1、第6卷第2期湿地科学Vol.6No.22008年6月WETLANDSCIENCEJune,2008湿地生态系统碳通量研究进展3马安娜,陆健健(华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海200062)摘要:湿地碳循环在全球气候变化中起着重要作用,而湿地碳通量研究是湿地碳循环研究的关键问题。由于湿地独特的土壤、植被以及水文过程,使得湿地碳通量有别于其他类型的生态系统。湿地温室气体特别是CO2和CH4的释放水平具有明显的时空变化特征,其通量变化与许多外部因素相关,包括土壤状况、水文条件、植被类型、外源氮等。对近年来湿地生态系统碳汇功能变化以及影响碳通量相关因子的研究成果进行了系统的分析和综述。现有
2、的研究表明,土壤状况对湿地碳通量影响较复杂,在一定范围内,表层土壤温度与气体排放密切相关,甚至呈正相关关系;土地利用/覆盖也影响湿地碳通量变化,导致湿地温室气体排放增加;水文条件特别是水位高度对湿地CO2和CH4排放的影响不同,高水位不利于CO2排出,CH4则与之相反;植被对湿地碳排放也起到正、负两方面作用,并且物种各异。还讨论了湿地碳通量研究进展的瓶颈问题,特别对植被演替较快的潮滩湿地碳通量研究做了展望。关键词:碳通量;CO2;CH4;环境因素中图分类号:X511文章标识码:A文章编号:1672-5948(2008)02-116-0815随着人类活动的加剧,大气中CO2、CH4等主0.7
3、Pt(1Pt=10t),与湿地释放的CH4-C相互要温室气体的浓度比工业革命前分别增加了约抵消之后,整个自然湿地生态系统表现为一个弱碳[4]28%、118%,全球平均气温升高了约0.3～源。[1]0.6℃。碳的自然平衡遭到破坏是大气中温室CO2和CH4是引起温室效应的主要气体,其增[5]气体浓度增加的根本原因。随着全球气候变暖问温效应分别占70%和23%。有关碳的全球生题研究的深入,碳通量研究逐渐成为全球变化研究物地球化学循环研究就显得格外重要。碳汇、源及的核心内容之一。通量的研究也受到重视。湿地碳通量研究主要关湿地在化学元素循环中,特别是在CO2和CH4注这两种气体的排放问题以及影响它们
4、蓄积或者等温室气体的固定和释放中起着重要的“开关”作排放的因素。用,被称之为“转换器”。湿地生态系统是陆地生1湿地碳的相关研究态系统的重要碳库,约占全球陆地生态系统碳库的[2]10%。湿地碳循环对全球气候变化有重要作有关湿地碳的研究成果大多都来自于泥炭地用。尽管全球湿地面积仅占陆地面积的4%～(peatland)。另外,也有关于矿养泥炭沼泽(fen)、雨8826%,即5.3×10～5.7×10hm,碳储量约为养泥炭沼泽(bog)、木本植物沼泽(swamp)的研究。9[2]300～600Gt(1Gt=10t)。但是由于人类不合后来,由于温室效应的增加,关于人工湿地的碳排放[6]理利用以及对环
5、境的影响,近年来,湿地的碳汇作也引起了重视。对污水处理人工湿地的研究发2[7]用正在丧失。对泥炭低洼地的预测研究表明,其碳现,其CH4排放量可以达到1200mg/(m·d)。有汇的功能将从35%下降到26%,对CO2和CH4的关人工湿地的研究主要集中在稻田。目前,有关碳2储存能力也将从15.9g/(m·a)降低到11.2通量的研究,主要集中在以下几个方面:湿地中碳通2[8～11]g/(m·a),根据预测,到了2034年,将会变成碳量的时空分布;湿地碳通量与其他生态系统比[3][12][8,13]源。也有研究认为,全球湿地每年固定碳0.1～较;不同类型湿地的碳通量比较研究;生长收稿日期:20
6、08-01-20;修订日期:2008-04-17基金项目:国家973科技攻关项目(2002CB412106)资助。作者简介:马安娜(1982-),女,河南省洛阳人,博士研究生,从事湿地生态学研究。E2mail:anna8210@163.com3通讯作者:陆健健,教授。E2mail:jjlu@sklec.ecnu.edu.cn2期马安娜等:湿地生态系统碳通量研究进展117[14]有不同植被的同一类型湿地碳通量的差别;影湿地中不同沉积阶段的沉积物所释放的CH4、响碳储存与排放的因素,包括土壤以及空气温度、CO2量不同,新输入有机物质受环境条件的影响较环境湿度、湿地水位、植被类型、潮汐和大气成分
7、变大,更易于被氧化,通常浅层土壤中CH4、CO2的产[15,16][22]化,以及整个生态系统碳通量观测与反演。生率高于深层土壤。JukkaAlm等发现,在自然的雨养泥炭沼泽和有关大气界面碳通量的研究,杨红霞等估算了2[23]矿养泥炭沼泽中,CH4-C释放量分别为1.0g/m长江口潮滩湿地—大气界面碳通量:8月为碳2吸收高峰期,2月碳通量值最低,低潮滩是大气和3.4g/m,贫瘠雨养泥炭沼泽的CH4释放低于贫瘠矿养泥炭沼泽
