滨海湿地CH4和N20释放通量模拟研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ihwfihwf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
CH4和N2O是具有显著增温效应的温室气体,对全球气候变化作用重大,关于其排放的研究是全球变化研究中的重要方面,也是全球碳氮平衡研究的重要内容。滨海湿地是CH4和N2O的排放源,且是生态脆弱带,具有特殊的复杂环境和强烈的人类活动干扰。目前缺乏对滨海湿地的CH4和N2O排放的研究,且海岸湿地特有的潮汐等环境因子的作用仍没有得到很好的解释。本文以江苏射阳、东台、南通和上海崇明东滩四地的滨海湿地为主要研究区域,利用DNDC模型模拟研究区域的CH4和N2O通量。研究中考虑了气象、土壤、水位、植物生理生态等因素,利用现状观测气象资料及未来多种CO2排放情景下的模拟气象资料,充分考虑气候变化因素对CH4和N2O通量的影响,分不同滩地(光滩、互花米草滩和芦苇滩)对不同区域滨海湿地CH4和N2O通量的现状进行模拟,并预测未来CH4和N2O通量变化趋势,分析CH4和N2O排放的时空变化特征,及影响CH4和N2O排放的因素,探索滨海湿地在全球气候变化条件下对全球变化的贡献。研究结果表明:   (1)滨海湿地CH4排放呈分时间段集中排放,不同滩地CH4排放通量不同,现状四地光滩CH4排放通量为174.9kg C/ha/a,互花米草滩为665.7 kg C/ha/a,芦苇滩为474.2 kg C/ha/a,表现为互花米草滩>芦苇滩>光滩;N2O的释放过程受降雨所驱动,表现为一系列N2O脉冲释放峰,不同滩地N2O排放通量不同,现状四地光滩N2O排放通量为0.2508 kg N/ha/a,互花米草滩为2.2419 kg N/ha/a,芦苇滩为2.8464 kg N/ha/a,表现为芦苇滩>互花米草滩>光滩。这主要与植被覆盖类型、滩地水位、滩地土壤有机碳含量等有关。   (2)80年代,射阳滨海湿地CH4通量为125.8 kg C/ha/a,东台为153.9 kgC/ha/a,南通为157.0 kg C/ha/a,崇明为171.8 kg C/ha/a,不同地点滨海湿地CH4通量表现为崇明>南通>东台>射阳;00年代,射阳滨海湿地CH4通量为156.3 kgC/ha/a,东台为190.5 kg C/ha/a,南通为168.8 kg C/ha/a,崇明为190.7 kg C/ha/a,不同地点滨海湿地CH4通量表现为崇明>东台>南通>射阳。80年代和00年代,射阳滨海湿地N2O通量分别为0.3321 kg N/ha/a和0.423 kg N/ha/a,东台分别为0.5841 kg N/ha/a和0.8007 kg N/ha/a,南通分别为0.8097 kg N/ha/a和1.2267 kgN/ha/a,崇明分别为0.4308 kg N/ha/a和0.732 kg N/ha/a,不同研究地点N2O通量都表现为南通>东台>崇明>射阳。不同地点相同滩地间CH4和N2O通量比较则表现复杂,多种因素造成此地域差异。   (3)现状、2050年、2100年射阳滨海湿地CH4排放通量分别为141.05、168.87、201.67 kg C/ha/a,N2O排放通量分别为0.3776、0.5047、0.7423 kg N/ha/a;东台滨海湿地CH4排放通量分别为172.2、180.23、198.7 kg C/ha/a,N2O排放通量分别为0.6924、0.9233、1.2997 kg N/ha/a;南通滨海湿地CH4排放通量分别为162.9、175.07、187.6 kg C/ha/a,N2O排放通量分别为1.0182、1.6863、2.336 kgN/ha/a;崇明滨海湿地CH4排放通量分别为181.25、196.63、207.27 kg C&a/a,N2O排放通量分别为0.5814、1.0417、1.384 kg N/ha/a。四个研究地点滨海湿地CH4和N2O排放通量,现状与未来比较均表现为2100年>2050年>现状,与现状到未来年均温不断升高的趋势相符合。   (4)2050年,低排情景、中排情景、高排情景下,射阳滨海湿地CH4排放通量分别为140.4、178.8、187.4 kg C/ha/a,东台滨海湿地CH4排放通量分别为163.4、183.2、194.1 kg C/ha/a,南通滨海湿地CH4排放通量分别为166.5、182.2、176.5 kg C/ha/a,崇明滨海湿地CH4排放通量分别为188.7、202.6、198.6 kg C/ha/a,射阳和东台CH4排放通量表现为高排情景>中排情景>低排情景,南通和崇明CH4排放通量则表现为中排情景>高排情景>低排情景,与当地不同情景下年均温的高低排列顺序一致。另外,四地光滩的N2O排放通量在三种情景下都相差不大,低排情景、中排情景、高排情景分别为0.24、0.259、0.252 kg N/ha/a;低排情景、中排情景、高排情景下,互花米草滩的N2O排放通量分别为1.469、2.003、1.78kg N/ha/a,芦苇滩的N2O排放通量分别为1.818、2.481、2.166 kg N/ha/a,两种滩地的N2O排放通量都表现为中排情景>高排情景>低排情景。   (5)2100年,随着温度的升高,低排情景、中排情景、高排情景下,射阳滨海湿地CH4排放通量分别为164.5、217.8、222.7 kg C/ha/a,东台滨海湿地CH4排放通量分别为172.7、207.5、215.9 kg C/ha/a,南通滨海湿地CH4排放通量分别为174.7、193、195.1 kg C/ha/a,崇明滨海湿地CH4排放通量分别为194.1、212.3、215.4 kg C/ha/a,四地CH4排放通量均表现为高排情景>中排情景>低排情景。另外,低排情景、中排情景、高排情景下,四地互花米草滩的N2O排放通量分别为1.619、2.603、3.178 kg N/ha/a,芦苇滩的N2O排放通量分别为1.99、3.19、3.897 kg N/ha/a,两种滩地的N2P排放通量也都表现为高排情景>中排情景>低排情景,且差异明显。这与2100年四地年均温为高排>中排>低排规律相符。   (6)影响滨海湿地CH4和N2O排放变化的主要环境因子有土壤、水分、植被和气候等。研究区域CH4排放通量与土壤pH、土壤有机碳含量、湿地水位、单位面积最大生物量、温度、降水等具有显著相关性,N2O排放通量与温度、湿地水位、单位面积最大生物量、土壤pH、土壤有机碳含量等具有显著相关性,与年降水不具有相关性。CH4、N2O排放除与水位具有负相关关系外,与其他因素都具有正相关关系。   综上所述,互花米草和芦苇增大了滨海湿地CH4和N2O排放通量,且互花米草滩CH4的排放能力高于芦苇滩,而芦苇滩N2O的排放能力更高。射阳在四个研究地点中CH4和N2O排放通量都是最低的,且随着温度的不断升高,四个地点滨海湿地CH4和N2O排放通量也不断增大,未来高于现状;而未来不同CO2排放情景下,四地CH4和N2O排放通量表现出于当地年均温相似的变化规律。土壤、水分、植被和气候都是影响滨海湿地CH4和N2O排放的重要因子。
其他文献
随着我国电信业的迅猛发展,目前我国已有多家电信运营商提供语音接入,其内部和各电信运营商之间对相同时间通话的计费因用户选择的呼叫方式不同便有很大的差异,用户可以选择某个
嵌入式Linux由于其稳定性、健壮性、高效性和灵活性在控制领域前景十分看好。为嵌入式设备打造基于嵌入式Linux的操作系统是嵌入式设备开发的灵魂。因此,研制自己的嵌入式Lin
凋落物也可称为枯落物或有机碎屑,是指在生态系统内,由地上植物组分产生并归还到地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的所有有机质的总称。本研究自2006
脑是神经系统中最重要的部分。人类的大脑除了具有和基本的生存相关的功能以外,还具有发现和利用自然界基本规律的能力。而脑科学研究的目的,就是要发现生物的大脑、尤其是人的
学位
芽孢杆菌作为微生物农药广泛应用于植物体病虫害的生物防治,其在次级代谢过程中分泌的脂肽类物质是芽孢杆菌发挥生物活性的一个重要因素。通过对芽孢杆菌产生的抗菌脂肽的分
学位
光形态建成包括植物黑暗下下胚轴的伸长,到光下子叶张开启动光合作用的过程,对于植物的生存至关重要。光形态建成受到多种因素调控,其中激素信号,包括甾类激素油菜素内酯(BR)
学位
本文先介绍嵌入式系统的历史、特点、构成.然后着重讲解了具体的一种嵌入式系统一硬件平台为TI公司MSP430系列微控制器并在其上运行μC/OS Ⅱ嵌入式实时操作系统(RTOS)的嵌入
集成电路设计和工艺技术的飞速发展,以及应用市场不断增长的需求,对高性能电路特别是高速、低功耗芯片的设计提出了更高的要求.而芯片中全局互连线网的布线研究,包括时钟分布
该文主要分析无线信道中的多载波传输技术.其中包括正交频分复用(OFDM)的调制技术,多载波CDMA(MC-CDMA)技术和广义多载波CDMA(GMC-CDMA)技术.首先,该文介绍了ODM技术.OFDM是