紅樹林土壤溫室氣體的排放規(guī)律及影響因素研究——以海南東寨港為例.pdf

1、隨著人們對全球變暖的關(guān)注，溫室氣體尤其是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的排放越來越受到重視，而關(guān)于溫室氣體排放的研究也在不同領(lǐng)域相繼展開。海南東寨港紅樹林是我國種類最為豐富，保存最為完整的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)。本文選取海南東寨港紅樹林保護(hù)區(qū)內(nèi)4種常見群落，即海蓮群落、角果木群落、秋茄群落、無瓣海桑群落，以及裸露灘涂，設(shè)置溫室氣體收集樣地，從2013年11月至2014年10月，通過1年連續(xù)監(jiān)測各個樣地土壤甲烷和二氧化碳排放速率，并進(jìn)行比較和

2、分析，探究紅樹林土壤溫室氣體排放的規(guī)律以及影響其排放速率的各種因素。實驗中采用靜態(tài)箱—?dú)庀嗌V法對樣地內(nèi)土壤 CH4通量進(jìn)行原位采樣，采用GC7890A氣相色譜儀進(jìn)行實驗室內(nèi)測定；利用 LI-8100A土壤碳通量自動測量儀對群落內(nèi)土壤CO2通量進(jìn)行原位測定，計算排放速率；每一類型樣地設(shè)置三組重復(fù)樣方，每個樣方內(nèi)設(shè)置四種不同處理，包括A處理（同時去根和凋落物）、B處理（去根）、C處理（去凋落物）、D（不處理），同時測定土壤溫度、大氣溫度、

3、土壤理化性質(zhì)，包括TN、TP、SOC，以及凋落物量和凋落物分解速率等因子，分析上述因子與土壤CH4和CO2排放速率的相關(guān)性，進(jìn)一步分析影響二氧化碳和甲烷溫室氣體排放的因素。結(jié)果表明：
　　（一）二氧化碳排放
　　1、在二氧化碳排放方面，紅樹林濕地土壤二氧化碳全年排放通量均值為1.489μmol·m-2·s-1；其中二氧化碳全年排放的最大峰值出現(xiàn)在6月份的無瓣海桑群落中，數(shù)值為12.70μmol·m-2·s-1。
　　2

4、、不同群落土壤CO2排放通量全年平均值大小順序為：無瓣海桑群落>角果木群落>海蓮群落>秋茄群落>灘涂，其數(shù)值分別為3.9687μmol·m-2·s-1、1.6879μmol·m-2·s-1、1.3381μmol·m-2·s-1、0.6709μmol·m-2·s-1、-0.1842μmol·m-2·s-1，灘涂總體均值表現(xiàn)為吸收CO2.。差異顯著性分析顯示，除角果木群落和海蓮群落的CO2排放通量呈現(xiàn)差異不顯著（P>0.05），海蓮群落與秋

5、茄呈現(xiàn)顯著差異（P<0.05），其他群落之間以及群落與灘涂之間的CO2排放通量均呈現(xiàn)極顯著差異（P<0.01）；
　　3、全年紅樹林土壤CO2排放在3月～8月有較大排放通量，9月～2月排放通量較低且平穩(wěn)；紅樹林土壤CO2排放與氣溫（P<0.01，R2=0.748）和土壤溫度（P<0.01，R2=0.204）均呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)性。
　　4、各個紅樹林群落樣地土壤中A和B、C、D四個處理之間CO2排放通量差異極顯著（P<0.0

6、1），其通量大小順序為A（去根去凋落物）>B（去根）>C（去凋落物）>D（未處理），相對應(yīng)的均值分別為3.5828μmol·m-2·s-1、2.946μmol·m-2·s-1、2.1595μmol·m-2·s-1、1.91μmol·m-2·s-1。在有紅樹林植被覆蓋的土壤下，破壞根系，會導(dǎo)致土壤之前通過綠色植物固定大氣中的碳重新被分解釋放到大氣中去，造成土壤碳流失，紅樹植物根系對于土壤碳固定和減少土壤碳流失有重要作用。
　　5、通

7、過比較人工群落（無瓣海桑群落）、天然群落（海蓮群落、秋茄群落和角果木群落）、灘涂土壤 CO2排放的差異，發(fā)現(xiàn)：人工林>天然群落>灘涂（P<0.01），相應(yīng)數(shù)值為3.9637μmol·m-2·s-1、1.2323μmol·m-2·s-1、-0.1842μmol·m-2·s-1。無瓣海桑群落作為外來引進(jìn)種其土壤CO2排放最大，極顯著大于天然群落和灘涂的CO2排放。天然群落土壤CO2排放通量極顯著大于灘涂。
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8、　1、在甲烷排放方面，紅樹林土壤甲烷排放全年均值為0.56μmol·m-2·s-1。其中甲烷全年排放峰值出現(xiàn)在9月份的無瓣海桑群落，數(shù)值為2.34μmol·m-2·s-1。
　　2、幾種不同類型紅樹林群落中其土壤CH4排放通量大小順序為秋茄群落>無瓣海桑群落>角果木群落>海蓮群落>灘涂，其數(shù)值分別為0.6553μmol·m-2·s-1、0.5849μmol·m-2·s-1、0.5605μmol·m-2·s-1、0.4995μmol

9、·m-2·s-1、0.4703μmol·m-2·s-1；秋茄群落的土壤CH4排放通量極顯著大于海蓮群落和灘涂（P<0.01）。角果木群落和灘涂之間土壤CH4排放通量差異性極顯著（P<0.01)。無瓣海桑群落土壤 CH4排放通量顯著大于灘涂土壤CH4排放通量（P<0.05）。海蓮與角果木、無瓣海桑之間土壤CH4排放通量差異不顯著（P>0.05）。
　　3、全年CH4排放呈現(xiàn)波動的增強(qiáng)趨勢，在5月CH4排放主要由土壤溫度決定，在7月主

10、要受超強(qiáng)臺風(fēng)帶來的大量凋落物以及凋落物全年分解速率的影響，9月甲烷排放是由較長的淹水時間導(dǎo)致厭氧呼吸增強(qiáng)所致；土壤溫度與甲烷排放呈顯著相關(guān)（P<0.05，R2=0.183）。
　　4、四個紅樹林群落樣地土壤中四種不同處理土壤CH4排放通量大小順序為A（去根去凋落物）>D（未處理）>B（去根）>C（去凋落物），其相應(yīng)數(shù)值為0.5868μmol·m-2·s-1、0.5926μmol·m-2·s-1、0.545μmol·m-2·s-1、

11、0.4618μmol·m-2·s-1。處理A、D處理分別與B處理、C處理之間土壤CH4排放差異極顯著（P<0.01），B處理和C處理之間土壤CH4排放差異極顯著（P<0.01）。
　　5、通過比較人工群落（無瓣海桑群落）、天然群落（海蓮群落、秋茄群落和角果木群落）、灘涂土壤CH4排放的差異，發(fā)現(xiàn)：土壤 CH4排放大小順序為天然群落>人工群落>灘涂，相應(yīng)數(shù)值為0.5863μmol·m-2·s-1、0.5711μmol·m-2·s-1