高寒湿地温室气体排放对水位降低和氮沉降的响应

• 作 者: 汪浩
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 青藏高原 高寒湿地 水位降低 生态效应

近年来，青藏高原高寒湿地经历着显著的气候变化，加之人为活动加剧，使得高寒湿地存在着普遍的退化现象，湿地退化最显著的特征就是水位的降低。对于湿地生态系统而言，水位降低意味着土壤通气性能的改善，因此，可能会导致CO2排放增加、CH4排放减少。为了探讨水位降低对高寒湿地生态系统温室效应的影响，我们在青藏高原海北高寒草甸生态系统国家野外科学观测研究站，挖取湿地中的20个原状土柱(60cm×60cm×60cm)，设置了水位降低(-20cm)和氮沉降(30kgN ha-1 a-1)两个因素。在2011-2013年三个生长季中，利用中宇宙(Mesocosm)实验方法，研究了青藏高原高寒湿地温室气体排放对水位降低和氮沉降的响应。　　本研究主要内容包括：⑴水位降低显著增加了生态系统总初级生产力(GEP,61.3％)和生态系统总呼吸(ER，99.9％)，对生态系统净CO2交换(NEE)无显著影响。同时，水位降低显著抑制了高寒湿地CH4的排放(61.6％)，对N2O的排放影响较小。另外，对于NEE(p＜0.001)和CH4(p=0.003)而言，水位降低与年份存在着显著的交互作用。2011年，水位降低导致NEE降低了26.6％，2012、2013年，水位降低对NEE无显著影响。在2011-2013年，水位降低导致CH4排放分别减少了75.1％、55.1％、54.4％。这种年际间的变化可能与植物对水位降低的适应性有关。⑵氮沉降显著增加了高寒湿地GEP(21.0％)和ER(18.8％);然而，GEP对氮沉降的响应较ER更强，氮沉降使NEE增强了26.9％;在2011-2013年，氮沉降使NEE分别增强了24.9％、31.5％和21.6％。另外，氮沉降导致高寒湿地由N2O的汇变为N2O的源，对CH4的排放无显著影响。⑶水位降低和氮添加两因素均能减缓CO2和CH4的综合温室效应，但是作用机理不同，水位降低主要是显著降低了CH4的排放(61.6％)，而氮添加则主要是增强了湿地生态系统对CO2的固定(26.9％)。因此，对于青藏高原高寒湿地而言，水位降低和氮沉降对气候变暖没有产生正反馈作用;相反，水位降低和氮沉降有助于降低高寒湿地的温室效应。