闽江河口短叶茳芏湿地与围垦养虾塘温室气体(CH4和N2O)通量的比较

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近年来,受市场和土地资源限制的影响,滨海天然沼泽湿地围垦成养殖塘的现象越来越多。以闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地及其围垦而成的养虾塘为研究对象,在年尺度上分别运用静态箱-气相色谱法测定了短叶茳芏湿地白天CH4和N2O通量以及生态系统呼吸,运用悬浮箱-气相色谱法测定了养虾塘养殖期白天水-大气界面CH4,N2O和CO2通量,运用静态箱-气相色谱法测定了养虾塘非养殖期白天沉积物-大气界面CH4,N2O和CO2通量,同步测定短叶茳芏湿地土壤和短叶茳芏湿地围垦而成的养虾塘水体/沉积的理化指标,并运用室内厌氧培养法测定了 2者沉积物4个季节的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)产生速率。研究结果表明:(1)短叶茳芏湿地与养虾塘的各环境因子具有显著时间动态特征。养虾塘养殖期为了避免富营养化,养虾塘养殖水DOC、TN、NO3--N、Cl-和SO42-等营养盐浓度小于短叶茳芏间隙水,并且养殖期与非养殖期的转换,导致各环境因子特征呈现阶段性。相比天然沼泽湿地,养虾塘水体理化性质受人类养殖管理的影响强烈。(2)短叶茳芏湿地和养虾塘(CH4排放通量均值分别为(11.67±1.99)mg.m-2.h-1和(18.69±4.84)mg·m-2.h-1和变化范围分别在 1.09~38.38 mg·m-2.h-1和0.01~65.38 mg.m-2·h-1之间,养虾塘养殖期CH4排放通量相对于同期的短叶茳芏湿地显著增加(67.96%),而排干期则显著减少(86.95%)。短叶茳芏湿地和养虾塘N2O通量均值分别为(18.51±21.41)μg.m-2.h-1和(77.13±19.11)μg.m-2·h-1,变化范围分别在-173.43~206.57 μg·m-2.h-1和-9.07~284.59μg.m-2·h-1之间,养殖期和非养殖期的养虾塘N2O通量均高于短叶茳芏湿地,增幅分别为21.10%和1195.91%。(3)短叶茳芏湿地和养虾塘均表现为大气中CH4的排放源;短叶茳芏湿地N2O通量具由显著时间变化特征,出现了明显的源和汇的变换,而养虾塘则表现为大气中N2O的排放源。闽江河口感潮沼泽湿地围垦成为陆基养虾塘后,CH4和N2O通量分别增加了 60.20%和316%。短叶茳芏湿地围垦成养虾塘后,促进了 CH4和N2O的排放。(4)短叶茳芏湿地沉积物CH4产生速率(40.07 ng.g-1·d-1)显著大于养虾塘(2.16 ng·g-1·d-1)(p<0.01),2样地沉积物CH4产生速率均呈现夏秋大于冬春的规律。短叶茳芏湿地沉积物N2O产生速率(0.61 ng.g-1·d-1)与养虾塘(0.58ng.g-1·d-1)差异性不显著(p>0.05),2样地沉积物N2O产生速率均呈现出春夏大于秋冬的规律。(5)短叶茳芏湿地生态系统呼吸均值和养殖塘CO2通量均值分别为(1642.28±214.47)mg.m-2.h-1和(42.66±18.12)mg.m-2.h-1,其中,养虾塘养殖期和非养殖期CO2通量均值为(17.98±18.26)mg.m-2·h-1和(78.51±16.61)mg.m-2·h-1
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