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甲烷(CH4)是大气中重要性仅次于CO2的温室气体，湿地是甲烷最重要的自然排放源，但是，目前对于湿地的甲烷排放量的估计一直存在较大的不确定性。全球大气CH4浓度从工业革命前的715SSE上升到2005年的1774SSE，但是，大气中CH4浓度的增长速率自20世纪90年代初有所下降。20世纪，世界上约50％的自然湿地消失，这有可能是导致大气CH4浓度增长速率下降的原因。
中国近百年来气温逐渐上升，东北部的三江平原是全球变化比较敏感的地区之一，增温较明显。过去60年间，位于中国东北部的三江平原经历了大规模的湿地垦殖，使三江平原湿地面积减少了一半以上，垦殖加剧了三江平原的干热化程度。湿地垦殖和气候变化必然会对三江平原甲烷排放产生很大的影响。本文的研究目的是利用模型技术定量评估1950-2008年三江平原湿地垦殖和气候变化对区域甲烷排放量的影响。
基于一个比较成熟的稻田甲烷排放模型CH4MOD的框架，针对稻田和自然湿地生态系统之间的差异，对CH4MOD模型进行了模块修改与参数校正，增加了土壤有机质和植物凋落物分解所提供的产甲烷底物，并修正了CH4MOD中植物生长过程以及关于土壤氧化还原电位Eh变化的模拟，建立了自然湿地甲烷排放模型CH4MODwetland。利用中国、美国和加拿大共七个独立站点的沼泽湿地甲烷排放观测数据对模型进行了验证，其中包括：三江平原腐泥沼泽(中国东北部)，若尔盖高原泥炭沼泽(中国西南部)，萨斯喀彻温省省泥炭沼泽(加拿大)和密歇根州苔藓泥炭沼泽(美国)。结果表明：CH4MODwctland能够较好地模拟不同站点甲烷排放的季节变化和年际变化，但对美国密歇根州苔草沼泽站点1991-1992年模拟结果偏高，进一步将CH4MODwetland模型同Wetland-DNDC模型进行对比，Wetland-DNDC对于该站点的模拟结果也高于实测值。模拟的季节/年甲烷排放总量同实测值基本相符，线性相关系数(R2)为0.84，均方根误差，平均偏差和模型效率分别为29.7％，-11.8％and0.79。
对模型的环境驱动因子(日平均气温Tair，逐日地表水深WD)和几个主要输入参数(最大地上生物量Wmax，地下净初级生产力占植物净初级生产力的比例froot，植被类型系数VI，植物从生长初期到最大地上生物量所需有效积温GDDmax，土壤参数包括砂粒含量SAND，容重p和有机质含量S)进行灵敏度分析，结果表明，环境驱动因子-温度和地表水深是影响甲烷排放通量的主要因素，模型对于植物参数的响应大于土壤参数，对输入参数的灵敏度响应依次为Wmax>froot>VI>GDDmax>p，S>SAND。
基于1950-2008年中国三江平原23个县市和3个国营农场管理局的逐年稻田面积序列和各类湿地面积序列，应用自然湿地甲烷排放模型结合稻田甲烷排放模型模拟估算了三江平原各县市和国营农场管理局不同植被类型湿地垦殖后甲烷排放量的变化，结果表明：1950年至2008年三江平原的湿地面积由4.62Mha减少至2.21Mha，稻田面积由0.04Mha增加至0.84Mha。三江平原甲烷排放量年代际变化特征呈现自50年代至70年代逐渐减少，80、90年代增加，20世纪初又逐渐降低的过程，20世纪50年代三江平原年均甲烷排放量为2.42Tg/a，至21世纪初减少至1.40Tg/a，比50年代减少了1.02Tg/a。与20世纪50年代年均甲烷排放量相比，1960-2008年三江平原甲烷排放累积减少了35.26Tg(49a)。
对三江平原毛果苔草和小叶章沼泽1950s-2000s，以及若尔盖高原木里苔草和乌拉苔草沼泽1960s-2000s多年甲烷排放通量的变化进行模拟，结果表明，年代际甲烷排放通量的变化主要受降水量的影响，但气候变暖使得降水量基本相同的年代甲烷排放通量增加：三江平原毛果苔草沼泽和小叶章沼泽1980s-2000s比1950s-1970s模拟的甲烷排放通量分别增加了9.5％和8.3％；若尔盖高原乌拉苔草沼泽和木里苔草沼泽1990s-2000s比1960s-1970s分别增加了6.0％和5.5％。