題目： 降水梯度對青海湖河源濕地溫室氣體排放日變化的影響

溫室氣體主要的源和匯來自陸地生態系統 。濕地生態系統敏感脆弱，    由于受氣候變化和降水量變化影響， 濕地生物群落、 濕地蒸散發速率、 水文地質、 水文化學和生物區系均發生了變化 ，  從而進一步影響濕地生態系統碳、 氮循環過程 。濕地在長期水淹的厭氧情況下導致有機質積累，  成為重要的碳匯 。在人類活動和氣候變化的影響下濕地的碳匯功能有所減弱。CH_4、 N₂O在有機質加速分解影響下， 濕地逐漸成為溫室氣體的排放源 。

研究內容：

     水分是影響高寒生態系統生長發育的主要限制因素，   為探明不同水分條件對濕地溫室氣體排放特征的影響，  選取青海湖流域瓦顏山河源濕地為研究對象，  利用不同的水分特征濕地，     通過靜態箱-氣相色譜法，      監測了濕地24h溫室氣體排放特征，探究了2020年和2021年8月（生長旺季）的 CK（對照處理）、  +25%（增雨 25%處理）、-25%（減雨 25%處理）、 +75%（增雨 75%處理）、 -75%（減雨 75%處理）條件下，對二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）日變化趨勢。結果表明： （1）CO₂排放范圍為47.52~123.71  mg·m^-2·h^-1， CH₄通量范圍為-8.50~6.74µg·m^-2·h^-1,N₂O通量范圍為-15.82~6.90 µg·m^-2·h^-1。  （ 2）CK、     +25%、      +75%處理下CO₂、       CH₄、    N₂O日變化表現為排放狀態；      -25%處理下 CO₂日變化表現為排放狀態，       CH₄、 N₂O 表現為吸收狀態；    -75%處理下 CO₂、    N₂O 日變化表現為排放狀態，    CH₄表現為吸收狀態， 不同降水處理之間存在顯著差異（P<0.05）。  （3）CO₂與 0~10 cm 土壤溫度呈顯著正相關（P<0.05），  與土壤水分呈顯著負相關（P<0.05）；   CH₄與土壤溫度呈顯著負相關（P<0.05），   與土壤水分呈顯著負相關（P<0.05）；     N₂O與土壤溫度呈正相關（P<0.05），   而CK 處理與土壤水分呈負相關，  減雨處理呈正相關（P<0.05），   但無明顯規律。（4）不同水分處理下植物群落發生小幅度演替情況。土壤水分、 溫度的平衡對該區的溫室氣體排放通量影響較為顯著， 應避免失調導致溫室氣體排放量升高。

 研究方法：

降水量梯度選擇,模擬+25%梯度降水量約為 525mm        、             -25%梯度降水量約為 315mm、   +75%梯度降水量約為735 mm、  -75%梯度降水量約為105 mm。其目的是模擬該類型濕地的降水增多和減少對植被、 土壤及微生物等的影響，  從而進一步得出對生態系統溫室氣體的影響。

    溫室氣體通量觀測選取 2020 年、 2021 年 8月 生 長 旺 季 進 行 24 h 樣 品 采 集 ，選 取 增 減 降 水25%、     75%處理和對照組（CK）進行觀測。本研究采用靜態箱暗箱原理測定陸地-大氣界面 CO₂、                        CH₄和N₂O 交換通量，                 觀測頻率為 4h1次， 共 3 組重復， 通量觀測期間，  凹槽內注水起密封作用， 將暗箱扣至地面凹槽之上。第 1 管樣品 0 min 空氣，          之后每間隔15min 采集 1 次氣體樣品，     共采集 3 次，  每管樣品 50 mL。樣品采集完畢后，       運回實驗室進行室內試驗。

研究結論：

在全球變化大背景下， 在減雨處理下 3 種氣體排放通量明顯小于增雨處理下 3 種溫室氣體排放通量， 從而可以看出， 降雨量的增加使瓦顏山河源濕地溫室效應相應增加， 從而影響該區域碳氮收支平衡。青藏高原高寒濕地的生長旺季 24 h的通量研究雖不足以說明  “源匯”問題， 但生長旺季的日通量測定能對該區或相同類型濕地提供理論性參考， 今后對該區域的研究將延長時間尺度， 并結合微生物分析視角， 探究濕地的碳氮循環機理。

        2020 年瓦顏山河源濕地不同降水處理土壤     2020 年不同水分處理下地上、地下生物量特征

全氮全碳含量變化

北京澳作生態儀器公司自主開發的地上地下溫室氣體箱式通量排放系統，具備實時、在線、多地塊、水/土兩用的多種優勢，在遠程無人值守條件下可完成上述實驗方案，為客戶帶來高效、高精度、高度自動化的測量系統體驗。