（环境科学专业论文）崇明东滩湿地不同植被类型下nsub2subo排放通量研究.pdf

2009 届研 究生硕士学位论文 学校代码 : 学号 : 10 2 6 9 5 10 6 0 8 0 10 6 4 平束峰箱犬 李 毛岑 刁 丈明东滩湿地不 同植被类 型下 n zo 排放通量研 究 院系 : 专业: 研究 方向 : 指 导 教 师: 硕 士 研 究 生 : 2009 年 5 月 t h e e missio n o f n 20 f r o m th e c h on gm i n g d o n g t an w e t l a n d u n d er d if f eren t p la n ts ad issertatio n p r esen ted to t he d ep artm ent of g eography e ast c h in a n orm al u n iversity b y s h en g la n 兀 a n g a d v iso r : p ro l min l iu p ro l s h i一u an x u in p a rtia l f u lfillm en t of th e r eq u ir em en t for th e d eg ree of ma ster o f s eien ee may ， 2 0 0 9 扮 学位论文独创性声明 本人所呈交 的学位论文是我在导师 的指导下进行 的研究工作 及取得的研究成果 。据我所知，除文 中已经注 明引用 的内容外，本 论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果 。对本文 的研 究 做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确说 明并表示谢意 。 作者签名: 日 期 :沙嵘 乡 . 压 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校 有权保 留学位论文并向国家主管部 门或其指定机构送交论文的电子版 和纸质版 。有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允许论文进入 学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索 。 有权将学位论文的标题和摘要汇编 出版 。保密的学位论文在解密后适用 本规定 。 学 位 论 文 作 者 签 名 :向 龟 誉导 师 鹅 : 叫礼 日期 日 期 :加刀 、 、 ! 乙 ; 向圣兰硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓 姓 名 名职称 称单位 位备注 注 郑 郑 祥 民 民教授 授华东师 范大学 学主席 席 蒋 蒋 辉 辉教授 授华 东师 范大学 学 学 陆 陆 敏 敏副教授 授华东师范大学 学 学 杨 杨 毅 毅副教授 授华东师范大 学 学秘书 书 妙 摘 要 n zo 是重要 的温室气体 ， 对全球变 暖有重要影 响 。 湿地 作 为重要 的生态系统之一 ， 其上覆 的不 同类 型 的植被对 从 o 排放通量 的影响至今缺 乏 系统 的研 究 。本文 以崇 明 盐沼潮滩 为典型研究区域 ，选取潮滩 典型物种芦苇及海三棱蕉草为研究对象 ，研究 不 同植被覆盖下沉积物 n zo 排放规律 及影 响 因子 ，取得 了 以下研 究成果 : 崇 明潮滩 从 0 释放存在 明显 的时空差异 ，其 中高潮滩 芦 苇覆盖下 以排放 为主 ， 从 。 年平均通量为 % . 95 m g m 一 2 h- l ，无植被覆盖则 以吸收为主 ，n 20 年平均通量为 一 1. 587 m g m 一 沐 一 ; 中潮 滩 海 三 棱 蔗 草 覆 盖 下 n zo排 放 较 微 弱 ，年 均 值 为1. 54 m g m 一h一 ，无植被覆盖 从 。年排放量则显著 高于海 三棱蔗草覆盖下 ，全年均排放量 均为正值 ， 年均值 为 36 . 63 m g m 一 “ 一， ;低潮滩无植被 覆盖 n zo 年平均排放通量为 3. 38 m g m 一 2一， 。可见 高潮滩典型植物芦 苇对 从 。排放有 促进作用 ，中潮滩典型植物海三 棱蕉草 的覆盖 则抑制 了 n 20 的排放 。 7 月 从 0 排放及吸收均较 显著 ，其余月份则相对较弱 。温度 与 n zo 排放并无 明 显线性关系; 当温度小于 25 时，n zo排放和吸收都较低 ，当温度大于 25 c 时， n zo 通量显著增 大 。 植物对氮素 的吸收和分配 随着 生长 期 的不 同呈现 出明显 的阶段性 。 在植物生长过 程 中，植株氮含量产生稀释效应 ，植株体各部分 o n含量 与地上生物量和高度之 间 存在 负相关关系 ; o c 含量则随植物 生长在前 期积 累升高 ，后期消耗 降低 。崇 明东滩 芦苇地上部分氮储量在最高时(8 月)达 1892o.19t， 海三棱蔗草地上部分氮储量在最高 时 (9 月 ) 达 25 141 .llt，在湿地氮循环 中 占重 要一环 ，也影 响 了湿地沉积物氮含量 。 相 关性分析 表 明，对 n zo 排放有 较 大影 响 的土 壤 理化 性质 的有 n ij4含量 、o c 含 量 、eh 值 、含水率等 。芦苇覆 盖下沉积物表 层土 n h 4一 浓度高于无植被覆盖 ，促进 了 n zo 排放 ; 海三棱蕉草则与之相反 。芦苇覆盖提 高了表层土 c 加 ，促进了 n zo 排 放 ; 海三棱蕉草则影响不大 。由于植 物有 一定 的持 水能力 ，高 、中潮滩沉积物一 植物 系统含 水率均 高于沉积物系统 ，促进 了反硝 化 的进 行 。植 被覆 盖下 e h 平均值较低 ， 且均低 于 zoom v ，不利于反硝 化作用 及 n zo 排放 。植被覆 盖影 响沉积物表层 土理化 性质 的机 理十 分 复杂 ，且不 同植被 影 响各 不 相 同 。总体而 言 ，芦 苇对 理化 性质 的影 响大 多促进 了 从 o 排放 ，海三棱蕉草 则与之相 反 ，这也 与 实测 值相 一致 。 关键词 : 凡 0 通量，影响机制 ，植被影响，祟明东滩湿地 了 a b stf a c t n zo 15 o n e o f th e im p o rtan t greenh o u se g ases，w h ich h as great in fl u en ee o f the tem p er川力re o f the g lo b e. w 七 tlan d as on e o f the im p o rtan t eeo sy stem ，w h o se d iff e rent types overl ying plan t s eff e ct of n zo fl ux 15 still laek of study . taki ng the c ho n卿 ing d ongtan w etland as a typ ieal are氏 ahd ehoosing p hr口 g脚ites australis and sc ir p us 阴ariqueter as an ex田 卫 ple， 面 5 ar t icle diseussed the regu l ar eontri bution fa c tor of n 20 e而 ssio n . s om e ae址ev ernenis 、 vere d eserib ed as b elo w : th ere has obviou s space一 t而 e v ar i an ee of 从 oe而 ssion in c li ong 皿ing d on gtan w etlan d . to tally th e hig h tid al flat wi th p h r久甲儿 ites a us 如 115 15 rep resenied as releas e， 丽 ch m ean aj 叮 l ualn zo fl ux is 96. 95 m g m- 2 h-， ， an dtt i ehigh tidal 且 at 诚th no p一 an tis represen t ed as absorbabilit y ， wh ieh m ean an n ual从 0 fl ux 15 一 2 . 557 m g m- 2 h“ ;the 而 ddle tidal fl at 诚 th sc ir p us m ariqueter 15 represen t ed as we ak release， w hich m ean an n ual n zo fl ux 15 1 . 54 m g 盯2 u ，an a tt i e m iddle tidal 且 at w it h no plan t has a 51娜 fi ean t l y 址ghe r n ux ， w hich m ean an n ual n zo n ux 15 36 . 63 m g m 二 u l:tn e low ti d沮 n at s an n u沮 nz o n 以 15 3. 3 8 m g m 一 2 u l.5 0 we ean n n d 伍at the 尸入 r久 罗nites a us介alis aceelerat e d the nz o n ux ， 皿 d the sc irp u s m a riq u eter 15 o n the eont r ar y . t h e n zo 15 b oth release an d ab sorbed in t en se in ju ly ，w h ile other ti m e 15 op p o site we ak er. c orrelation an alyz e in dieated th at there d on ， t h as obv iou s lin e硕 ty relation of the tem p erature an d th e n zofl以 : w h en th e tem p eratu re 15 less than 2 5 oc ，b oth the rele ase an d ab so rbed o f n zo 15 lo w an d w h en the tem p eral刀re ex eeed 2 5 oc ，the n zo fl ux 15 sign ificantly eu l arg ed. t he absorbabilit y and dist ribution of n by plan t present e d obv ious phasie as the plan t gro w s. wllen the p lan t gro w s，the n in p lan t 15 d iluted ，50 the eontent o f n 15 n eg ativ e correlation of the biom ass and height of plant. th e n storage eapaeity of p hr口 gm ites a u stra lis in c ho n g m 娜 9 d o n g tan w et l an d 15 1 8 9 2 o .19t in a u gu st， 阶 d the sc irp u s m a riq u e ter， 5 15 2 5 14 1 .l lt in s ep tem b er，认rhich 15 a b ig b ulld 一 up o f 正tro g en ey elein w etland， and 15 also a big eol l tri bution ofthe phy sieoehe而 eal propert y ofthe w etland. t he c orr e lat i on anal y ze indicat e d that the mo st im portant contri 七 ution phy sieoehem icalpropert y of nz o fl ux 15 n h4 content， o c eontent， e h and w ater eontent. th e topsoil of sed而 ent under p austr a lis has higher n 壬 14一 eontenis w iteh prom oted the en il ssion o f n zo ; w hile the 5. m ar iq u eter 15 the o ther w ay ro un d .t h e eo v er o f 尸 a us介a l沽 prom oted the 咖 ission of n zo fl ux : 认 五且 e the 5 m ariqueter 15 the other w ay roun d.the high and m iddle ti dal fl at， 5 plan t 一 sedim ent system has high w ater eonient beeause the w ater ho ldi ng eapacit y of plant， 认 七 ich prom oted the deni tri fi eat ion and n zo fl ux .th e e h of the top soil of sedim ent un der plan t have a low av erage an d no m ore than 200m 从 50 it m ak e ag ain st the d en it r i fieat i o n an d n zo fl ux .th e p lan t， 5 inf i u en ee to the ph y sieoch em ical prop ert y of sed流 ent 15 v ery colnp lex an d diff i eu lt in diff ieult type of p lan t . a s a wh ole， th e p australis prom oted nz o fl ux an d the 5. m ariqueteis 15 on th e co n trary . k ey w ord s: n 20 fl u x，infl u en ee eau se，p lan t eff e ct，c h on gm in g d on gtan eoastal w etla n d 目录 绪论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 问题 的提 出与研 究意义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 国 内外研 究进展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 主要研 究成果及论文创新 点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . 7 研 究 区环境特征与研 究方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 崇明东滩基本环境特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 采样 断面环 境特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .n 研 究思路及 技术路线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 样 品 的采集 与分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 崇 明东滩 n zo 排放 的时空分布特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 崇 明东滩 从 o 排放通量 日变化 ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . 17 章1. 1 1. 2 1 . 3章2. 1 2. 2 2. 3 2 . 4 一一一 第第 第三章 3 .1 3 . 2 崇 明东滩 n zo 排 放通量季节变化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 、 、 二 、 二 、 . 、 20 3. 3姚 。排放 的影 响 因子分析 . . ， .: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 . 4 温度对 从 。排放 的影响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， 23 3. 5 小结 . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . 26 第 四章崇 明东滩湿 地植物一 沉积物 n 含量变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4 .1 湿 地植物 生长状况 . . . . . ， . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . ， . 1 、 、 、 、 一28 4.2 植株 体 o c 、o n 含量生长季变化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4. 3 湿地植物根 际土无机氮含量季节变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . .， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4. 4 湿地植物 与沉积物 营养元素含量相 关性分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.5 湿地植物 n 储量估算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.6 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .， . . . . . .， ， . . . . . ， 一 . 、 . . . . . . . . . . 、 二 、 . . . . . . .39 第 五章 植被覆盖对表层土理化性质 的影 响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 5.1 植被覆盖对潮滩表层土无机氮含量 的影响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5. 2 植被覆盖对潮滩表层土 o n 、o c 含量及 c 肘 含量 的影 响. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 5. 3 不 同植被覆盖下潮滩表层土 eh 及 ph 的影 响差异 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5 . 4 植被 覆盖对含水率 的影 响 ， ， . ， . .、 . . ， . . . . . ， . 57 5. 5 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 第六章结论 与展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.1 主要 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . .61 6.2 研 究 展 望 二 ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 附录 . . . .， . . . . . . . . . . . . . . . .， 63 参 考 文献 . . .， . . . . . . ， . . . . . . . . ， . . 64 后 记 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 华东师范大学 2009 届毕业论文第一章 绪论 第一章绪论 1.1 问题的提 出与研究意义 全球变暖是 当今重 要 的全球性环境 问题 ，已引起各 国政府和 国际学术界 的广泛 关注 。一般认为 ，温室效应增强主要归因于人类 活动 向大气 中排放 的温 室气体 的急 剧 增加 。其 中 从 。 是重要 的温室气体口yon五 nov， 2005)，虽然在大气 中的浓度相对 较 低 ，工业化之 前和 1998 年分别 为 275、 10一 9(v/ v )和 312xl0一 9(v/v)，但其单 位质 量 的 百年尺度增温潜势(g w p， global w ra xm ing potent i al)是 e o :的 200一 300 倍(正e e ， 2001: 儿m ochi ， 1 998.)。且 从 o 在地球 中滞 留时间可达 150 年之久 ，并参与大气 中许 多光 化 学反应 ，间接破坏平 流层 中臭氧层 (d eigad。皿d m osier ， 1 996) 湿 地作为重要 的生态系统之一在陆地生态系统碳氮循环 具有重要作用 。沼泽湿 地 因聚集 了大量 的有机碳仍ubier j l ctal， 2003) ，而对气候变化表现 出较 高 的敏感性 和 不确定性 ，且与森林 、草地等 自然生态系统 比较 ，沼泽湿 地 的研 究相对 薄弱 。近 年来， 由于湿地在温室气 体减排 中 “ 汇 ”的作用 巨大， 对湿地温 室气体排放 的研 究 日益 增 多， 但 大 多是对c o : (ro ehl n ， 2003) 或c 场排放 的研 究 (b ar t l et t ， 1992 )，且主要为 短 期观测及实验 ， 对n zo 排放观测研究的长期连续观测 ， 特别是对湿地n zo 排放通量 的长期变化特 征研 究相对较少 。目前关于湿地n zo 的源/汇功 能说法不尽一致 (跳 ang etal，200 5; m 两etal，2002 )。国内学者对滨岸湿地温室气体排放 的研 究相对其 他 生态系统较少 ，并且有 限的研 究主要集 中在红树林潮滩湿 地 (叶勇等 ，2000) 及 三 江 平 原淡水 沼泽湿 地 (杨 继松 等 ，2006) ，而淤 泥质海 滨潮 滩作 为我 国重 要 的海岸 类 型之 一 ，其温 室气 体 排放研 究 目前鲜见报道 。长江 是世 界第 三大河 ，其潮滩湿 地 在 河 口湿地 中具有 典型性 ，研究其n zo 排放和吸收具有重要 的科 学意义 。 崇 明东滩湿地植被覆盖率极高 ， 对潮滩环境各 因子产 生较大影 响， 从而影响n zo 排 放 。因此 ，有必要研 究植物在土壤一植物系统n 20 排放 中的贡献 。在 以往 的研究 中， 主要侧重于对 高 、中、 低潮滩排放通量 的整体研 究 (王东启 ， 2006; 汪青 ， 2006 )， 缺 乏对 植被 影 响 的专 门系 统 的研 究 。东滩湿地特 征群落 崇 明东滩芦 苇 (p hrag优ite、 austr a li s ) 带湿 地 高潮 滩 中的芦 苇群落郁 闭度 很 高， 平均植被 覆 盖度在 80% 以上 (梅 雪 英 ，张修 峰 ，2008 )，中潮滩海三棱蕉草(s c lr p us m ari queter)群 落郁 闭度 很 高 ，平均 植 被 覆 盖度在70 % 以上 (梅 雪英 ，张修 峰 ，2007) ，在 崇 明东滩 生态 系 统 中具有 典型 性 ，也极大地 影响 了凡 o 排放通量 。因此 ，选择研 究芦 苇及海三棱蕉草覆盖下n zo 排放对于研 究湿地n zo 排放机制有着重要 的意义 。 华东师范大学 2009 届毕业论文第一章 绪论 1. 2 国内外研究进展 1 . 2.1 n zo 气体排放通量测定方法研究 n zo 排放/吸收通量是指单位 时间 内单位面积 的下垫面排放或 吸 收 的温 室气体 的量 。箱法(包括静态箱法和动态箱法 ) 和微气象学方法 (包括 涡度相关法 、梯度 法 、质量平衡法 、能力平衡法等 ) 是 当前 用 以现场测量 陆地 生态 系统温 室气体排放 的主要方法 。 (1) 箱法 箱法 的工作 原理是将一定大 小 的特 制 箱子 罩在一定面积 的土 壤 及其 植物上方， 并隔绝 箱 内外气 体 的 自由交换， 测 定箱 内空气 中被测温 室气 体 随 时 间 的变 化， 并据此 计算得 到该气体 的交换通量 。箱法分静态箱法和动态箱法 。 静态箱法又称为密 闭箱法 。其工作 原理是在保持位于被测地块上方 的箱 内空气 与外界没有任何交换 的情况下， 通过在一段不太长 的时间 内(如十几分钟)箱 内被测气 体 的浓 度变化来获得该气体 的界面交换通量 。因此使用静态箱法 最重 要 的一 点就是 在整个 过程 中保持密 闭性 。具体操 作过程 中需保证箱子无任何孔 隙 ，并使用水 、泥 等物质将箱与地表接触面密封 。计 算公式如下 : f 一p x h x c /at x 273 /(273+t) x 一 06 式 中 f 为温 室气体排放通量 ，单位 为 m g m-2.h ，p 为标准状态下温 室气体 的密 度 ，单位 为 kg ， m一 ， ，h 为密 闭箱高度 ，单位 为 m ，ac/at 为单位 时 间 内密 闭箱 内温室 气体浓度 (一般 以体积 比计 ) 变化 量 ，一般气体浓度 以体积 比计 ，单位 为 h- l ，t 为 密 闭箱 内温 度 ，单位 为。 静态箱法 的缺 点主要是测量 时破坏 了被测地块上 的 自然环境状态 ，且温 室气体 排放有着 空 间不均匀性口etu n ead and r anpach ， 1 993)。为克服静态箱法观测结果的 时空变异性 问题，通常是在被测 点进行 多点、 重复和长 时间的观测 ，并用统计方法处 理数据 。尽管箱法测定温室气体通量具有 不确 定性 ，但是 由于它具有廉价 、易操作 、 原理简 单 、便于移动和灵敏度高等优 点 ，在 国内应用最为普遍 ，己有 十 多年 的历史， 趋 于成 熟 。 动态 箱法又称 开放箱法 ，其 工作原 理是让 一 定流量 的空气通 过箱 子 ，通过测量 箱体入 口处和 出 口处空气 中被测气体 的浓度来确 定被罩表 面温 室气 体 的交换通量 。 用动态箱 法测量 时，需要注 意 的 问题是应 将箱 内外气压差控制 到最 小，否 则很 小的 气压差就会使气体通过土壤流入或流 出箱体而造成测量误差 。计算 公式如下 : 华东师 范大学 2009 届 毕业论文第一章 绪论 f = p x q x (el一 ez) /a 式 中 f 为通量 ，p 为气体密度 ，q 为流量 ，cl和 c2分别为箱体 出 口处和入 口处 的气体浓度 ，a 为箱体底面积 。 (2)微 气象法 微气 象法 的基本 原理是在近 地层 中，湍流扩 散 是气 体传输 的基 本过程 ，因此测 量近地层 的湍流状况和被测气体 的浓度便可获得该气 体 的通量值 。用微气象学法获 得气体通 量值 的基本条件是微气象参数测量必须在 常通量层 中进行 。使用这种方法 需要大面积均匀地 表状况 。按照测 量参数 的不 同，微 气象 学法 又可分 为空气 动力学 方法 、对 流边界层 收支法 、能量平衡法 、质量平衡法 、涡度积 累法 以及涡度相关法 等(b usinger and o ncl又 1 990.)。 1 . 2. 2 湿地生态系统 n zo 排放研究 湿地在 陆地 生态系统碳循环具有重要作用 ，储藏 在不 同类 型湿地 中的碳 约 占全 球 陆地碳 总量 的 15%(fra n zen ，1 992 )。 s而 th 等 (1983) 研 究 了墨西哥湾滨岸湿地从盐 到淡三种湿地沉积物 的 n zo 排 放 ，其最显著 的成果在 于模拟 了潮 周期对 姚 o排放 的影 响，认为干湿交替会增加 n zo 的排放 。l aw 等 (1 992)却发现表层水 中的 n zo 含量并不受潮位 影响，而是一 直 处于超 饱 和状 态 。b au z a 等(2002 ) 发现波 多黎 各 红树林沉积 物 n 20的排放 具有 明显 的 日变化规律 ， 日出前后最高 ，近 中午 时最低 ; 该处 n zo 主要来 自硝化 反应而 非 反硝化 反应 。 国内有关河 口滨岸湿地生态 系统 从 o 排放 的研 究起 步较 晚 ， 且落后于对 另两种 重 要温室 气体 c 城 及 c o : 的研 究 。王德宣等(2005)对 若 尔 盖 高原沼泽湿地 从 0 排放 通量做 了首次系统研究 ; 孙丽等(2006)对三江平 原淡水沼泽湿地进行 了连续 4 年 度野 外原位观测 ; 汪青 (2006) 对 长 江 口崇 明东滩湿 地 生态 系 统 c 0 2、c 风 、从 o 等 三种 主要温 室气 体排放及机制进 行 了研 究 ，认 为潮 暴 露过程 会 显著 影 响温 室气体排 放 。 河 口及滨岸湿地生态系统 从 o排放 的研 究进展 及趋势主要表现在 以下几个方 面 : (1)河 口滨岸n zo 的分布与 总量估算研 究 frankignoul l e等 (2002 )报 道 了bi o g e st 计划对 欧洲 主要潮 汐河 口温 室气体c 氏 和n zo 排放 的研究 ，该计划研究 了c 氏 和n zo 在河 口水 体 中的浓 度分布和排放通量 。 华东师范大学 2009 届毕业论文第 一章 绪 论 d e wi lde等 (2000) 研究发现schelde河 口水体 中从 o 总是处于过饱和状态 ，每年 向 大气排 放n 20 总量达0. 28 g g。h ashim oto等 (1999 ) 研究 了 日本东京湾 的n zo 排放 ， 发现表 层水体n zo 饱和度在 116一 1630% 之 间， 其浓度分布受河流与污水排放 的共 同控 制 。g am ier等 (2006) 利用 1993一 2003年之 间的野外监测数据 ，研 究 了sein e 河 口从 0 的排放 ，结果表 明n zo 排放通量均值在25一 60 kg n. d一 1之 间。 (2)河 口滨岸n zo 产生与传输关键过程研究 b oes 等 (1 998 ) 研 究 了 h 切 叮 ber 河 口 n 20 的产生与硝化一 反硝化作用之 间的 :二 人 关系 ，发现沉积物产 生的 n zo 主要来 自反硝化作用 ， 而水体 n zo 则主要源于硝化作 用 。senga 等 (2006) 研 究发现 ，在 shinji河 口滨岸沉积物硝酸盐还 原过程 中，异 化 型硝酸 盐还原成钱作用 (d n r a ) 的贡献大于反硝化作用 ， 该结果表 明沉积物 中 n zo 的累积 不仅仅 是反硝 化 作用 的贡献 ，d n r a 也起 到重要作用 。a1 0ngi 等(2005 ) 将 河 口潮 滩沉积物有机 质 降解过程 中发生 的各种生物地球化学反应 与温 室气体 c 玩 、 从 o 的产 生很好地结合起来 ，认为 姚 o 排放量主要受氮素 的矿化作用控制 ，而 c 场 排放 量 较低 明显 与硫 酸 盐还 原有 关 。 (3)河 口滨 岸n zo 排放 的生物标识与 同位素示踪研究 pun shon等 (2004a; 2004b ) 运用n 示踪技术研 究了近岸水体 中n zo 的生成和 消 耗过程 ，发现硝化作用是从 o 产 生 的主要途径 ，而反硝化过程 中n zo 的产 生速率 明显 小于消 耗速率 。 1 . 2. 3 n 20 排放影 响因子及机制 人们 目前 已经认 识到 从 o 产 生 的主要机理 是微 生物参与下 的硝化 反应 、 反硝化 反应和 硝酸盐异化还 原成馁 反应 (d n r a ) (b oan. ， 1990)。硝化 过程可分为两部 分 ，n h4 +先被氧化成 n o z一 ，然后再进一步氧化 为 n q 一 ，如果在 后 一阶段供氧受 限， 则 n o z一 不能彻 底被氧 化 为 n 0 3一 ，就会导致 n zo 产生量 的增加 。 (l) 温度 的影 响 温 度是影 响土壤 从 o产生和排放 的重要环境 因素 ，但其与 n zo 排放 的具体 关 系 尚存 在争议 。luo (1999)等认 为温度影 响土壤硝化及 反硝化作用 ，朱兆 良等(1992) 认 为15一 35 是硝化 作用 微 生物 活 动 的适 宜温 度 范 围，小于 5或 大 于 40 c 都抑 制 硝化 作 用发生，反硝 化 微 生物 所 要 求 的适 宜温 度 为 5一 75 。d or1and(199l )研 究 发现 ， 在一 2一 25 温度 范 围 内，反硝化量 的平方根与温度呈直线关系 。徐 文彬 (2002 ) 研 究表 明 ，n zo 排放通量季节变化与温度呈正相关 。但也有研究认 为其影响不 明显 。 华东师范大学 2009 届毕业论文第一章 绪论 仅) 土壤含水率 土壤含水量主要通过影响土壤通气状况 、土壤 的氧化还原状况 、土壤 中微生物 的活性 以及土壤 中n zo向大气 的扩散来影响n :o 的产生与排放 。 n 20排放一般有一 个适 宜 的土壤湿度范 围 (蔡祖聪等 ，1 999) 过大或过小都不利于从 o 排放 。郑循华 等(1 996) 研究表 明，最大从 o排放一般发生在 土壤湿度 为90 % 一 100 %田间持水 量 或77 % 一 86% w fp s 之 间 。王智平等 (1994) 及张光亚等 (2002) 研 究表 明，在土壤 含水量较低 的情况下 ，n zo 的产生主要来 自于硝化过程 ; 含水量较高时则主要来 自 于反硝化过程 。 此外 ，土壤干湿 交 替将促进n zo 的产 生与排放 。 (3) 土壤碳氮含量 的影响 n 执 一及n ox n 是硝化及反硝化 的原料 ，浓度直接影 响土壤硝化作用和反硝化 作用 强度 ，土壤矿物 氮对 土壤n 20 排放有重 要 的影响 。张树兰等(2000) 对 不 同旱 地土壤剖面各层次硝态氮最大回收量与其主要物理 、化学性质 的统计结果表