亞熱帶季風氣候區濕地生態系統碳循環機理研究

《亞熱帶季風氣候區濕地生態系統碳循環機理研究》是依託浙江大學，由何雲峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：亞熱帶季風氣候區濕地生態系統碳循環機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：何雲峰
• 項目類別：面上項目

項目摘要

碳循環是自然界生態系統重要的物質循環過程，指碳元素在地球生物圈、地圈、水圈和大氣中交換。濕地生態系統是陸地生態系統中僅次於森林生態系統的最大碳庫，濕地生態系統碳循環在全球碳循環中起著重要作用，對全球氣候變化表現出較高的敏感性。本項目擬選取三種亞熱帶季風氣候區典型濕地（城市次生濕地、人工濕地、湖濱灘涂濕地）作為研究對象，通過實驗室模擬和野外實地試驗，分析比較我國亞熱帶季風氣候區三種典型濕地剖面的CO2、CH4垂直分布通量，明確CO2、CH4排放動態機理；分析各剖面中有機碳的積累、組成及結構特徵，並通過實驗室模擬，探索水分、溫度等條件對其中有機碳礦化的影響，從而揭示濕地系統中有機碳變化對碳循環影響的機理；運用箱式法比較研究濕地生態系統中土地利用方式的轉變對其中CO2、CH4通量的影響，從而闡明人為因素對濕地碳循環的影響機理。研究結果將為準確評價濕地生態系統對全球碳循環的貢獻提供理論依據。

結題摘要

濕地生態系統是陸地生態系統中僅次於森林生態系統的最大碳庫，在全球碳循環中起著重要作用，對全球氣候變化表現出較高的敏感性。本項目選取三種亞熱帶季風氣候區典型濕地（城市次生濕地、人工濕地、湖泊濕地）作為研究對象，系統研究了濕地生態系統碳循環機理。主要研究結果如下：①通過連續三年的野外觀測，對濕地生態系統CO2、CH4排放通量進行了較為系統的研究，初步評估了三種典型濕地對大氣碳排放或碳固定的貢獻，基本闡明了濕地生態系統土壤剖面CO2、CH4垂直分布規律及排放機理，明確了土壤溫度和含水量是影響土壤呼吸及溫室氣體排放的主要環境因素。②可溶性有機碳（DOC）是微生物分解產生CO2/CH4 的主要物質來源，課題研究明確了濕地土壤 DOC 含量的分布特徵及其影響因素，揭示了土壤表面的孔隙結構是決定土壤吸附能力的關鍵因素，證實了DOC 與土壤礦物羥基之間的配位體交換這一化學吸附機制。③室內模擬了濕地表層土壤有機物在好氧、厭氧條件下分解過程，揭示了CO2/CH4的釋放規律及其影響因素，結果表明土壤CO2的釋放量與SOC、TN含量呈顯著正相關關係；而土壤CH4釋放量與C/N呈負相關關係。④探明了濕地系統ANAMMOX菌和N-DAMO菌的群落結構特徵、數量分布特徵及其活性和相對作用強度。結果表明，ANAMMOX反應可去除濕地系統平均外源氮負荷的10.3%~48.1%，是濕地重要的無機氮匯，可大大減緩河流、湖泊和近海等水體環境的富營養化進程；而濕地系統中由N-DAMO反應所致的甲烷氧化量為0.5~2.0 gCH4m-2 year-1，是濕地系統中被忽視的重要的溫室氣體甲烷的匯。通過上述研究，發表了5篇標註的 SCI 論文和 2篇國內一級刊物論文。