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海岸帶生態(tài)恢復(fù)區(qū)不同林齡紅樹林對CH4和CO2排放通量的影響

2021-01-28 14:01:02李森蔡厚才陳萬東林利倪孝品伍爾魏曾貴候唐劍武李香蘭
生態(tài)環(huán)境學(xué)報 2020年12期
關(guān)鍵詞:低潮海岸帶林齡

李森,蔡厚才,陳萬東,林利,倪孝品,伍爾魏,曾貴候,唐劍武,李香蘭*

1. 北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院,北京 100875;2. 北京師范大學(xué)遙感科學(xué)國家重點實驗室,北京 100875;3. 南麂列島國家海洋自然保護區(qū)管理局,浙江 溫州 330326;4. 華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點實驗室,上海 200062

甲烷(CH4)是僅次于二氧化碳(CO2)的最重要的溫室氣體。根據(jù)IPCC第五次評估報告,1750—2011年大氣中CO2和CH4體積分?jǐn)?shù)分別從278×10-6和 772×10-9增加到 390×10-6和 1803×10-9,增加了40%和150%(IPCC,2013)。雖然空氣中CH4體積分?jǐn)?shù)遠遠小于CO2,但是其全球變暖潛能在100年時間尺度內(nèi)是CO2的28倍(IPCC,2013)。通過陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣中 CO2和CH4,形成了當(dāng)前的陸地碳匯(1.5 Pg·a-1)和海洋碳匯(2.3 Pg·a-1),剩余 4.0 Pg·a-1停留在大氣中(IPCC,2013)。通過提高海洋和陸地碳匯功能,可以有效減少大氣中溫室氣體濃度,從而減緩全球氣候變暖。受潮汐影響的海岸帶生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,對于海陸交界的碳匯功能研究才剛剛起步。

海岸帶藍碳被定義為海岸帶鹽沼濕地、紅樹林和海草床等海岸帶植物固定的碳(Mcleod et al.,2011;章海波等,2015;Howard et al.,2016;唐劍武等,2018),這三類生態(tài)系統(tǒng)是生物多樣性最豐富,生產(chǎn)力最高、生態(tài)服務(wù)功能最大的濕地生態(tài)系統(tǒng),其單位面積固碳能力是陸地生態(tài)系統(tǒng)的 10倍以上(章海波等,2015)。紅樹林是熱帶、亞熱帶海岸潮灘上由紅樹科植物為主組成的一種特殊植被類型,一般分布在 32°S—32°N 的濱海濕地。全球約有紅樹林152000 km2,占陸地森林面積的0.4%,分布在 118個國家,占全球熱帶森林濕地 30%—35%(Bhattarai et al.,2011)。中國現(xiàn)有紅樹林總面積 220 km2,主要分布于東部及東南沿海灘涂(但新球等,2016);紅樹林擁有強大的根系,是海岸防護林體系的第一道防線,是海邊鳥類、魚蝦的重要棲息地,從而維持海岸帶生態(tài)平衡(Nellemann et al.,2008)。以往研究大都關(guān)注紅樹林濕地碳儲量,探索紅樹林濕地碳循環(huán)過程及其調(diào)控機制,從而對紅樹林濕地進行合理的保護和利用。全球紅樹林濕地碳匯能力在0.18 Pg·a-1,其中東南亞地區(qū)深達3 m的熱帶紅樹林濕地的碳儲量平均高達 102.3 kg·m-2(Donate et al.,2012),而中國紅樹林的平均碳匯能力在 209—661 g·m-2·a-1(張莉等,2013)。受海岸帶發(fā)展、水產(chǎn)養(yǎng)殖的擴張和過度砍伐等因素影響,海岸帶紅樹林面積和分布范圍在過去的半個世紀(jì)減少了30%—50%(Bouillon et al.,2008)。受海平面上升影響,2080年全球20%的海岸帶藍碳生態(tài)系統(tǒng)將面臨消失,將導(dǎo)致生態(tài)功能損失、碳釋放潛力增大、臺風(fēng)等極端氣候、搬遷和移民等問題產(chǎn)生的經(jīng)濟損失與社會壓力(Jachowski et al.,2013)。人類活動破壞紅樹林藍碳生態(tài)系統(tǒng),但通過保護和恢復(fù)能夠增加藍碳碳匯功能,以作為減緩氣候變化的重要手段。

林齡是影響紅樹林藍碳功能的重要影響因素。中國在九龍江口的研究中發(fā)現(xiàn),24年生的秋茄(Kandelia candel)與48年生的秋茄年凈固碳量分別為 1851、701 g·m-2·a-1,高于中亞熱帶杉木(Cunninghamia lanceolata)、馬尾松(Pinus massoniana)和楠木(Phoebe zhennan)等林分及針葉闊葉林的平均水平(258 g·m-2·a-1)(金亮等,2013)。陳海生等(2017)對中國分布最北的紅樹林種植區(qū)西門島海洋特別保護區(qū)的研究發(fā)現(xiàn),17年生的秋茄幼林樹紅樹林濕地土壤呼吸作用始終高于60年生的成樹林紅樹林濕地,例如,秋茄幼林樹紅樹林濕地在夏季 7月土壤呼吸日平均速率為 5.8 μmol·m-2·s-1,而成林樹紅樹林濕地土壤呼吸日平均速率為 5.35 μmol·m-2·s-1,其他季節(jié)同樣表現(xiàn)為幼林高于成樹林(陳海生等,2017)。通過比對不同林齡紅樹林溫室氣體排放通量進行分析,可進一步提高藍碳收支的精度提供重要參考,為發(fā)展“藍色港灣”的國家戰(zhàn)略提供重要支撐。

浙江屬于中國紅樹林分布的最北端,受氣溫和土壤環(huán)境影響,其海岸帶生態(tài)恢復(fù)區(qū)紅樹林溫室氣體排放通量與變化趨勢尚不明了。鰲江是浙江省八大水系之一,與錢塘江、閩江并稱全國三大涌潮江。隨著氣候變化與人類活動加劇,鰲江入海口的喇叭口面積正逐年減少。全球氣候變暖引起的海洋風(fēng)暴、臺風(fēng)、海嘯等極端氣候現(xiàn)象增多,其直接后果就是侵蝕沙灘和灘涂;人類圍海造田、圍海養(yǎng)殖、過度捕撈和污染、人工砍伐紅樹林等嚴(yán)重侵害海岸帶藍碳生態(tài)系統(tǒng)。本文以鰲江口不同期移植紅樹林生態(tài)恢復(fù)區(qū)為研究對象,通過比較不同林齡紅樹林群落和土壤源溫室氣體排放通量,為完善藍色碳匯的定量估算方法提供重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

本研究觀測平臺位于浙江南部鰲江鎮(zhèn)“浙南藍碳生態(tài)過程監(jiān)測試驗站”(27°34′58″E,120°34′13″S),分別于2014年和2018年在海岸帶灘涂種植了秋茄紅樹林,林齡分別為移植5年和移植1年。該試驗站位于浙江溫州灣鰲江流域,屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū),鰲江流域面積為1580.40 km2,年均降水量為1500—1800 mm,降水多集中在5—8月,年平均氣溫17.6 ℃,夏季多臺風(fēng)暴雨。鰲江濱海濕地位于溫州灣東南部,呈東西條帶狀分布于鰲江兩岸,潮汐屬非正規(guī)半日潮,在一個月內(nèi)分別在陰歷月初與月中會出現(xiàn)兩次最大潮差,最大潮差可達 603 cm?;凇罢隳纤{碳生態(tài)過程監(jiān)測試驗站”現(xiàn)有觀測平臺,結(jié)合試驗站周邊新種植的紅樹林幼苗區(qū),通過地面原位觀測數(shù)據(jù)定量分析不同林齡紅樹林的溫室氣體排放通量和植被生長量,旨在探究不同林齡紅樹林碳匯功能及影響機制。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 CO2與CH4溫室氣體排放通量

通過理加便攜式溫室氣體分析儀(LGR SF-3000,U.S.A.,Lica United)監(jiān)測移植1年和移植5年紅樹林群落與土壤源 CO2與 CH4溫室氣體排放通量。理加便攜式溫室氣體分析儀包括明箱(又稱“同化箱”)與暗箱(又稱“呼吸室”),明箱觀測的是生態(tài)群落CO2和CH4通量,每半小時收集一個數(shù)據(jù),持續(xù)自動觀測。由江邊至江岸間隔30 m為一個梯度,每個梯度隨機選擇一個觀測點位,共3個觀測點,其中高潮灘和低潮灘為5年移植林齡紅樹林群落,中潮灘為1年移植林齡紅樹林群落。每個觀測點位分別固定安放一套透明同化箱(80 cm×80 cm×100 cm),箱體內(nèi)是被觀測的紅樹林植被。

理加便攜式溫室氣體分析儀3個氣室依次共同連接在同一臺LGR主機,測定獲取頻率1 Hz,設(shè)置每個氣室測定時間 5 min,每個氣室間隔半個小時可自動進行一次氣體數(shù)據(jù)的收集采樣,每臺氣室每天可獲取48個通量數(shù)據(jù)。由于電力供應(yīng)有限,新生紅樹林群落與老紅樹林群落無法同步測定,但充分保證老與新生紅樹林氣體數(shù)據(jù)保持連續(xù)不間斷的收集,且時間相鄰、同期進行。由于受潮水和儀器故障影響,本文研究周期分別包括2019年9月1—20日和10月11—17日沿水位梯度對移植5年紅樹林進行觀測,9月20—24日和10月18—20日對移植1年紅樹林進行觀測。

1.2.2 紅樹林生物量觀測

沿著水位梯度(低潮灘、中潮灘和高潮灘)對移植5年的紅樹林種植區(qū)域隨機設(shè)置3個邊長為10 m的樣方,每個樣方內(nèi)隨機選取 50株紅樹林進行掛牌標(biāo)記,共計150株。對新移植的1年的紅樹林隨機選取2個樣方,共計100株。每個小區(qū)5—10 m邊長。每一株用帶號碼的鋁標(biāo)簽標(biāo)注。

1.2.3 土壤樣品采集與測定

不干擾植被生長的情況下,在紅樹林恢復(fù)區(qū),由低潮灘至高潮灘隨機選取3條樣帶。每條樣帶每隔20 m布設(shè)1 m×1 m的樣方。利用土鉆隨機采集3個深度為0—100 cm的土柱,每次采樣分為5個土層剖面(每層厚度為20 cm)作為土壤樣品,放入自封袋密封保存,運回實驗室,用于相應(yīng)樣地土壤理化性質(zhì)的測定。土壤有機碳的測定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法,利用LWY84B型控溫式鋁體消煮爐。采用殘渣烘干——質(zhì)量法進行土壤水溶性鹽總量的測定;硫酸根離子測定采用EDTA間接滴定法;土壤酸堿度(pH)采用電位測定法與電導(dǎo)法測定——電導(dǎo)率儀為DDS-307進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

運用 Excel 2016軟件對原始數(shù)據(jù)進行初步統(tǒng)計,將原始通量數(shù)據(jù)進行連續(xù)變化的圖像處理。利用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件,以小時為單位,將不同林齡紅樹林的同一月份內(nèi)每天(24 h)同一小時內(nèi)的通量進行統(tǒng)計并計算出均值,得出結(jié)果為不同林齡的紅樹林在不同月份的日變化,同時進行標(biāo)準(zhǔn)誤差的計算。根據(jù)計算結(jié)果,運用SPSS17.0的單因素方差(One-way ANOVA)分析不同樹齡的紅樹林溫室氣體通量之間的差異性。運用Excel 2016軟件對土壤理化因子的數(shù)據(jù)進行結(jié)果整理與繪圖。

2 結(jié)果

2.1 不同林齡紅樹林群落CH4和CO2通量動態(tài)變化

采用理加透明同化箱觀測了2019年9—10月連續(xù)兩月的紅樹林生態(tài)恢復(fù)區(qū)移植1年中潮位以及移植5年高潮位和低潮位紅樹林 CH4和CO2動態(tài)變化趨勢(圖1)。結(jié)果表明,浙江南部海岸帶不同林齡紅樹林恢復(fù)區(qū) CH4通量變化區(qū)間為-5—70 nmol·m-2·s-1,總體為大氣 CH4的排放源。移植 5 年紅樹林 CH4通量變化為 3—70 nmol·m-2·s-1,移植 1年紅樹林 CH4通量變化為-5—35 nmol·m-2·s-1。

整個紅樹林恢復(fù)區(qū) CO2通量變化為-25—15 μmol·m-2·s-1,總體而言,移植 5 年紅樹林為大氣 CO2的吸收匯,而移植 1年紅樹林為大氣 CO2的排放源。移植5年紅樹林CO2通量變化區(qū)間為-25— -14 μmol·m-2·s-1,高潮灘和低潮灘紅樹林平均值分別為-2.59 μmol·m-2·s-1和-0.87 μmol·m-2·s-1。移植 1 年紅樹林中潮位 CO2排放通量為-3—15 μmol·m-2·s-1,平均值為 2.85 μmol·m-2·s-1。移植 1 年紅樹林群落,9月呼吸作用大于光合作用CO2通量表現(xiàn)為碳源,平均排放通量為 5.06 μmol·m-2·s-1,而 10 月隨著紅樹林植被生長,其光合作用增強,CO2吸收量增大,總體釋放量明顯降低,平均值為 0.63 μmol·m-2·s-1。

2.2 不同林齡紅樹林群落CH4和CO2排放通量比較

比較觀測期內(nèi)紅樹林恢復(fù)區(qū)CH4和CO2平均氣體通量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),鰲江口海岸帶紅樹林生態(tài)恢復(fù)區(qū)不同林齡的紅樹林都為大氣 CH4的排放源(0.67±0.06) mg·m-2·h-1和 CO2的吸收匯 (-13.81±18.68) mg·m-2·h-1(圖 2)。對 CH4排放通量而言,移植 5年紅樹林的高潮灘 CH4排放通量 (1.06±0.11)mg·m-2·h-1顯著高于移植 5年紅樹林的低潮灘(0.45±0.03) mg·m-2·h-1和移植 1 年紅樹林的中潮位CH4通量 (0.38±0.07) mg·m-2·h-1(P<0.01),其中移植5年低潮灘和移植一年的中潮灘沒有顯著性差異(P>0.05)。對CO2通量而言,移植5年的紅樹林吸收大氣中的 CO2,高潮灘和低潮灘紅樹林 CO2通量分別 為 (-82.63±22.9) mg·m-2·h-1和 (-26.05±17.94)mg·m-2·h-1。移植 1 年的紅樹林幼苗表現(xiàn)為 CO2的源,其碳通量為 (196.95±46.94) mg·m-2·h-1。移植 1 年的紅樹林與移植5年的紅樹林在CO2碳通量存在極顯著差異性(P<0.01)。隨著紅樹林幼苗成長,吸收和固定大氣中 CO2能力加強,可能發(fā)揮更大的碳匯作用。林齡是影響紅樹林碳匯功能的重要影響因素。

2.3 不同林齡紅樹林群落CH4和CO2通量日變化

整個觀測期內(nèi),CH4通量日變化在移植5年與1年的紅樹林存在明顯差異。移植5年的高潮灘與低潮灘紅樹林CH4通量的日變化整體呈現(xiàn)“M”型(圖3),CH4排放通量在06:00—08:00出現(xiàn)第一個排放最大值點,在 11:00—12:00,CH4排放通量出現(xiàn)最低值。正午之后,CH4通量逐漸增加。其中,高潮灘的紅樹林植被 CH4排放量的最大值出現(xiàn)在06:00,低潮灘紅樹林群落最大值出現(xiàn)在 07:00。移植5年紅樹林的CH4通量時隔半天出現(xiàn)兩個峰值,同時本研究區(qū)為半日潮區(qū),潮水變化可能是影響紅樹林CH4通量的重要因素。移植1年的紅樹林日變化趨勢較為穩(wěn)定,最大值出現(xiàn)在14:00,04:00出現(xiàn)最小值。另外發(fā)現(xiàn),同一紅樹林植被9月與10月CH4通量日變化存在差異。移植5年的紅樹林(高潮灘與低潮灘)在10月的日變化CH4通量明顯高于9月,但移植1年的紅樹林表現(xiàn)為降低,CH4通量日變化出現(xiàn)季節(jié)性差異。

圖1 紅樹林移植5年低潮灘(a)和高潮灘(b)以及移植1年中潮位(c)CH4和CO2排放通量變化趨勢Fig. 1 CH4 and CO2 emission fluxes trend of 5-year mangroves at low tide beach (a), high tide beach (b) and 1-year at mid tide beach (c)

圖2 不同林齡紅樹林CH4和CO2通量對比Fig. 2 Comparisons of CH4 and CO2 fluxes of mangroves in different ages

圖3 2019年9月和10月不同林齡紅樹林CH4排放通量日變化Fig. 3 Diurnal variation of CH4 emissions of mangroves in different ages in September and October 2019

移植5年的紅樹林的CO2通量日變化呈現(xiàn)“U”型變化趨勢(圖 4)。觀測期內(nèi)每天 19:00至次日07:00,CO2排放以群落呼吸為主,釋放CO2;受紅樹林光合作用影響,白天光照條件下CO2吸收能力高于排放能力;移植5年紅樹林恢復(fù)區(qū)白天為CO2的“匯”,夜晚為CO2的“源”。移植1年的紅樹林的9月與10月的CO2通量日變化有明顯差異:在9月觀測期,由于幼苗光合作用強度較弱,以呼吸作用為主,11:00—12:00,CO2通量出現(xiàn)最大值,為CO2的“源”。經(jīng)過9月一個月的生長期,移植1年的紅樹林在10月的CO2通量日變化,同5年的紅樹林一樣,呈現(xiàn)“U”型變化趨勢,在07:00—16:00,CO2通量為負值,表現(xiàn)為碳匯作用。

3 討論

3.1 紅樹林生長狀況對溫室氣體排放的影響

移植5年紅樹林植被植株高度可達160 cm,根莖深度達25 cm,根系發(fā)達。移植1年紅樹林植株平均高度為37 cm,冠幅平均為23 cm,根莖深度為8 cm,根系較?。▓D5)。移植5年的紅樹林的CO2與CH4兩種氣體溫室氣體通量均大于移植1年的紅樹林(圖2)。由紅樹林的樣方調(diào)查結(jié)果可知,移植5年的紅樹林植株高度與冠幅明顯高于移植1年的紅樹林。生物量、根系發(fā)達程度與凋落物隨林齡呈正相關(guān)關(guān)系。年長的紅樹林植被生物量明顯較大,植被根系的分泌作用為甲烷菌提供充足的底物(陳海生等,2017;黃國宏等,2001),植物的生物量與CH4排放量之間存在明顯的正相關(guān)性(Whiting,1991)。紅樹林土壤中的有機質(zhì)含量與凋落物的碳儲量隨林齡增長而增大(金亮等,2017),提供充足的甲烷基質(zhì)。另外,土壤中植被根系附近產(chǎn)生的CH4通過植株的通氣組織向進行釋放,林齡越大的紅樹林的通氣組織越發(fā)達,CH4通量自然也就更高。

圖4 2019年9月和10月不同林齡紅樹林CO2排放通量日變化Fig.4 Diurnal variation of CO2 emissions of mangroves in different ages in September and October 2019

紅樹林群落的CO2由植被的光合作用和群落的呼吸作用組成。移植5年的紅樹林植被植株個體較大,在白天進行光合作用,吸收的CO2遠高于移植1年的幼苗。在夜間,植被不再進行光合作用,群落只進行呼吸作用。土壤中的有機質(zhì)含量與凋落物層的碳儲量與林齡呈正相關(guān)性,同時年長的紅樹林根系組織較發(fā)達。因此,呼吸作用產(chǎn)生的CO2相比較移植1年的紅樹林更多(圖4、5)。

3.2 潮位和土壤屬性對溫室氣體排放的影響

移植5年的高潮灘紅樹林CH4通量高于移植5年的低潮灘通量,高潮水位比低潮灘水位較低,但CH4通量高于低潮灘(圖2)。已有研究表明,CH4通量與水位無正相關(guān)性(葉勇等,2000a)。潮水的水位高度不等同于土壤的含水量,潮水上漲的短暫效應(yīng)不會增加CH4通量(盧昌義等,2000;葉勇等,2000a)。潮汐通過影響土壤因子,如土壤有機碳、鹽度與pH等(圖5),影響CH4的產(chǎn)生率。紅樹林植被生物量、土壤碳密度均隨著潮灘高程的增加而增加(陳瑤瑤等,2019)。大多數(shù)研究已表明,土壤豐富的有機質(zhì)含量,提供了產(chǎn)生CH4的充足分解底物,同時有機質(zhì)也有利于增加甲烷菌的數(shù)量(姜歡歡等,2012)。本研究發(fā)現(xiàn),垂直深度20—40 cm土壤有機碳含量出現(xiàn)最大值,與海南紅樹林土壤有機碳分布規(guī)律一致(辛琨等,2014)。高潮灘的紅樹林土壤的有機質(zhì)含量最高,與CH4排放通量變化趨勢一致(圖2和圖6)。

紅樹林濕地作為海岸帶濕地,潮水中含有一定量的鹽分,鹽分通過影響甲烷菌的活性進一步影響CH4通量。研究表明,CH4通量與鹽度呈反比(Sun et al.,2013;李楊杰等,2014),隨鹽度的增加CH4通量降低。有學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn),鹽度超過一定范圍(鹽度>18×10-3)時,沼澤的CH4通量明顯受到抑制(Poffenbarger et al.,2011)。已有研究表明紅樹林土壤的pH與鹽度呈正相關(guān)關(guān)系(沙聰?shù)龋?018),CH4排放量較低的土壤pH相對較高。SO42-與CH4通量呈負相關(guān)關(guān)系(葉勇等,2000b;王純等,2015),本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在土壤 20 cm處,高潮灘土壤的SO42-濃度最低(圖6)。潮水淹沒期間土壤含水量會發(fā)生變化,在水分蒸發(fā)、消退的過程中會引起土壤溫度的變化,一定程度上會間接影響土壤中微生物的活性,從而改變CH4通量。在CH4傳輸過程中低潮灘有較高的水位,形成一道“屏障”阻斷了CH4的排放通道。另外,土壤排放的CH4通量一部分會被潮水氧化和分解(盧昌義等,2000)。潮汐對CH4通量的影響主要通過對其產(chǎn)生率與傳輸兩個方面進行影響。本文研究CH4通量結(jié)果發(fā)現(xiàn)移植5年的高潮灘紅樹林>移植5年的低潮灘紅樹林>移植1年的中潮灘紅樹林,其中移植1年的紅樹林處于低潮灘和高潮灘之間,但通量明顯較低,由此推論,除潮位梯度因素之外有其他因素共同影響CH4通量。

圖6 紅樹林恢復(fù)區(qū)不同灘面土壤理化特征的不同土層深度變化Fig. 6 Variations of soil physical and chemical characteristics with different soil depths at different beaches in mangrove ecological restoration zone

紅樹林群落CO2通量由地上的植被與土壤呼吸共同構(gòu)成。在白天,紅樹林群落以光合作用為主,吸收大氣中的 CO2,夜晚只進行呼吸作用,釋放CO2。本研究采用的透明同化箱觀測,漲潮期間,箱內(nèi)潮水不能淹沒紅樹林植株葉片。潮水主要通過群落的土壤呼吸間接影響紅樹林群落的CO2通量。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),紅樹林群落的CO2通量表現(xiàn)為移植5年的高潮灘紅樹林>低潮灘紅樹林>移植1年的紅樹林。有研究表明,潮汐淹沒對紅樹林土壤的CO2排放具有顯著影響,高潮灘紅樹林CO2通量明顯高于低潮灘紅樹林(Chen et al.,2010)。第一,分子在氣體的擴散速度快于流體,低潮灘的水位較高,不利于氣體的擴散,例如,當(dāng)水位降低時,日本中尾湖的沿海鹽沼,CO2通量趨于增加(Hirota et al.,2007)。第二,在潮水淹沒后,形成厭氧環(huán)境,氧化還原電位相對更低,土壤中微生物有氧呼吸和有機質(zhì)的化學(xué)氧化作用減弱,進而導(dǎo)致 CO2通量降低(Adam,2011)。第三,潮汐通過潮水的動力,以物理轉(zhuǎn)移的方式影響不同潮位的有機質(zhì)積累。有研究表明,潮汐動力能夠轉(zhuǎn)移低潮灘植被的生物量可高達75%(Cranford et al.,1989),在潮汐的轉(zhuǎn)移作用下,低潮灘提供給土壤可利用的有機質(zhì)相對高潮灘少,CO2通量相對較低。綜上,潮位梯度主要通過周期性的水位高低變化、土壤氧化電位等因子進而影響氣體通量的變化。潮水對植被溫室氣體通量的影響,本質(zhì)上是由于潮汐改變了不同梯度下的環(huán)境因子,例如水位高度和土壤因子等,形成環(huán)境梯度差異,進而影響植被不同的溫室氣體通量大?。ü姷龋?010)。

4 結(jié)論

海岸帶生態(tài)恢復(fù)區(qū)不同林齡的紅樹群落均為CH4排放“源”,移植5年的紅樹林的CH4排放通量高于移植1年紅樹林。受不同林齡植被紅樹林光合作用影響,移植5年紅樹林為大氣CO2吸收匯,而移植1年紅樹林為大氣CO2排放源。

土壤屬性與潮汐淹水是影響紅樹林恢復(fù)區(qū)CH4和CO2產(chǎn)生排放的重要因子。受潮汐淹水的影響,紅樹林恢復(fù)區(qū)土壤屬性存在較為明顯的梯度變化。由靠近江水的灘涂到岸邊,土壤有機碳含量呈現(xiàn)升高的趨勢,土壤pH、土壤總鹽度和土壤SO42-含量呈現(xiàn)降低的趨勢。移植5年紅樹林高灘位CH4排放通量和CO2吸收能力顯著高于低灘位。

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