泥炭藓湿地作为与大气主要温室气体CH4和CO2交换的重要“窗口”,其碳收支状况将影响区域乃至全球生态系统的碳平衡。亚热带亚高山泥炭藓湿地因其所处纬度较低,对大气温室气体的“贡献”不容小觑。但是,当前对该区域泥炭藓湿地碳收支情况尚无定论。本研究以典型的鄂西南亚热带亚高山泥炭藓湿地为研究对象,用静态箱法为主要技术手段,对不同覆被类型泥炭藓湿地CH4、CO2通量和温度、水位等环境因子进行连续观测。拟探讨泥炭藓湿地在不同植被类型尺度下CH4和CO2碳通量的交换特征,精确估算该区域年碳收支情况;结合环境因子对泥炭藓湿地不同植被类型碳通量的影响,明确影响碳通量的主要环境因子,以期填补该区域碳通量研究的不足。通过研究鄂西南亚热带亚高山泥炭藓湿地碳通量得出以下结论:
(1)泥炭藓湿地中裸露地(B)、泥炭藓覆被 (S)和金发藓覆被 (P)三种覆被类型泥炭藓湿地都是CH4排放源,整体表现出B<S<P的规律,并且表现出明显的季节变化特征,即:夏季>秋季>春季>冬季。在光照与黑暗条件下不同覆被类型泥炭藓湿地的CH4排放量,光照条件略大于黑暗条件,但差异不明显。
(2)整体上泥炭藓湿地中B是CO2排放源,S和P是CO2吸收汇。其中,B样地的NEE和Re平均值为 2.84 mg C·m–2·h–1;S样地的NEE、Re和GPP平均值分别为-6.09 mg C·m–2·h–1、25.66 mg C·m–2·h–1和-31.75 mg C·m–2·h–1;P样地的NEE、Re和GPP平均值分别为-5.30 mg C·m–2·h–1、25.91 mg C·m–2·h–1和-31.21 mg C·m–2·h–1。不同覆被类型泥炭藓湿地CO2月通量和季节通量差异较大,Re和GPP整体上表现出时间尺度的变化规律,但是不同覆被类型泥炭藓湿地NEE的月通量和季节通量不相同。
(3) B样地年碳通量为32.43 g C·m–2,是净碳源,S和P样地年碳通量分别为-45.50 g C·m–2和-37.18 g C·m–2,是碳汇。有植被覆盖的泥炭藓湿地CO2吸收碳量抵消了Re和CH4排放的碳量,同时泥炭藓的存在增强了湿地的碳汇能力。
(4)植被类型是影响泥炭藓湿地碳通量的主要生物学因素,温度是影响泥炭藓湿地碳通量主要的非生物学因素,水位对泥炭藓湿地碳通量影响不大。其中,空气温度和土壤温度与泥炭藓湿地CH
4和CO
2通量呈现显著的指数相关;地下水位虽然与CH
4通量没有相关性,但是与CO
2通量除了金发藓的NEE外NEE、Re和GPP显著相关(p<0.01)。
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