甲烷是一種重要的溫室氣體,貢獻了全球氣候變化約22%的輻射強度,對全球變暖具有重要影響。三江平原是我國最大的淡水沼澤濕地分布區(qū),但以往對三江平原沼澤溫室氣體排放的相關(guān)研究多集中于不同植被類型的潛育沼澤(無泥炭),而對該區(qū)泥炭沼澤濕地研究較少。雖然草本泥炭沼澤在三江平原分布面積較少,但其對區(qū)域和全國溫室氣體排放平衡可能存在重要影響。
中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地與全球變化學(xué)科組運用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法于2012和2013年植物生長季,觀測了毛苔草泥炭沼澤CH4排放通量,并分析了關(guān)鍵影響因子。研究表明,CH4排放呈單峰型變化趨勢,峰值分別在2012年6月初以及2013年8月中旬出現(xiàn)。甲烷排放通量變化范圍為0.07~56.01 mg CH4-C m-2 h-1,平均值為7.33 mg C m-2 h-1。逐步回歸分析表明水位、土壤溫度(25cm)以及土壤充水孔隙率能夠解釋CH4排放通量變化的66.7%。此外,短期的氣候事件可能不會對CH4排放立即產(chǎn)生影響,存在延遲現(xiàn)象(time lag)。這表明周期性的箱法觀測可能會低估溫室氣體排放,因此在能夠引起土壤水分發(fā)生改變的天氣事件前后應(yīng)加密觀測。
此外,通過對比研究發(fā)現(xiàn),CH4排放通量與世界各地同緯度溫帶濕地(包括泥炭沼澤和潛育沼澤)排放相當,高于中國若爾蓋高原泥炭沼澤和永久凍土區(qū)大興安嶺泥炭沼澤CH4排放。表明水位和溫度分別是制約同一緯度和不同緯度CH4排放的主要因素。初步估算三江平原草本泥炭沼澤生長季CH4排放量為6.93×1012 mg C。研究結(jié)果表明三江平原草本泥炭沼澤是CH4潛在排放源,并為精確評估溫室氣體排放以及模型構(gòu)建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
該研究得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家自然科學(xué)基金的資助,研究結(jié)果發(fā)表在Atmospheric Environment 上。
文章信息:Zhu XY, Song CC, Guo YD, Sun XX, Zhang XH, Miao YQ. Methane emissions from temperate herbaceous peatland in the Sanjiang Plain of northeast China. Atmospheric Environment, 2014, 92: 478-483.
2012和2013年植物生長季氣溫和降水(a和e)、水位(b和f)、5, 10, 15, 20和25cm土壤溫度(c和g)以及CH4排放通量(d和h)變化動態(tài)。
