河濱修復(fù)濕地甲烷排放及其影響因素試驗(yàn)研究

【摘要】：河濱濕地生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中起著重要作用。河濱濕地在固碳的同時(shí)還會釋放溫室氣體,因此其碳源和碳匯功能成為全球氣候變化的重點(diǎn)研究問題之一。而甲烷作為主要溫室氣體之一,對全球溫室氣體排放的貢獻(xiàn)率高達(dá)20-39%。近年來,針對人類活動導(dǎo)致河濱濕地結(jié)構(gòu)與功能退化的情況,世界各國都在積極采取措施新建和修復(fù)河濱濕地,以恢復(fù)其生態(tài)服務(wù)功能。目前,新建和修復(fù)河濱濕地在凈化水質(zhì)、面源污染治理等方面已有較多的研究,然而其甲烷排放的情況還不明確。 本文以自行設(shè)計(jì)和建造的河濱濕地為研究對象,針對其主要可控因素——植物配置及水文條件進(jìn)行人為調(diào)控,并配合外加碳源手段,開展修復(fù)河濱濕地的甲烷排放現(xiàn)場試驗(yàn)工作,以研究河濱修復(fù)濕地在不同條件下的甲烷排放規(guī)律,探討減少甲烷排放的調(diào)控途徑,為河濱濕地的優(yōu)化設(shè)計(jì)和有效管理提供科學(xué)依據(jù)。 主要研究結(jié)果如下： (1)不同植被類型甲烷排放通量的對比分析結(jié)果顯示,通氣組織較發(fā)達(dá)的蘆葦和水蔥表現(xiàn)出較低的甲烷排放,僅為黃菖蒲的30%左右,說明通氣組織可能對甲烷排放具有抑制作用。植株密度較大的情況下可能會促進(jìn)甲烷排放,因?yàn)檩^高的植株密度會產(chǎn)生更多的凋落物和分泌物,增加土壤有機(jī)碳的累積,為甲烷產(chǎn)生提供更多基質(zhì),另一方面,可以為甲烷傳輸提供更多的通道,導(dǎo)致甲烷排放量增多。 (2)在水位為-20～+20cm之間,甲烷排放通量與水位高度顯著正相關(guān),甲烷排放通量隨著水位的升高而呈指數(shù)增加,說明水位升高會明顯促進(jìn)甲烷排放。-20-0cm水位僅表現(xiàn)出少量甲烷排放,三者之間無顯著差異(P0.05),但與10cm和20cm水位的甲烷排放量差異顯著,說明淹水環(huán)境是促使甲烷產(chǎn)生的必要條件,且隨著水位的升高,其對甲烷排放促進(jìn)作用的貢獻(xiàn)率也會增加。 (3)濕地淹水時(shí)間的長短會對甲烷排放量產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)水位達(dá)到0cm以上后,甲烷排放量隨著淹水時(shí)間變長而逐漸增加,在淹水20多天后達(dá)到峰值,之后呈現(xiàn)出降低的趨勢。 (4)添加130g/kg和260g/kg有機(jī)碳時(shí)的甲烷排放量均高于空白對照,且甲烷排放量隨著外源碳用量的增加而明顯增加。說明添加外源碳能有效促進(jìn)濕地甲烷排放,且促進(jìn)效果與外源碳的用量有關(guān)。 (5)選擇通氣組織相對發(fā)達(dá)的植被,適當(dāng)降低濕地水位,減少濕地持續(xù)淹水時(shí)間或采用間歇性淹水方式,延緩或抑制濕地土壤中有機(jī)碳的累積,都能有效降低濕地甲烷的排放。 【關(guān)鍵詞】：甲烷 河濱濕地 新建和修復(fù) 水文 植被 土壤
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X51;X171
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-24
• 1.2.1 河濱濕地概述13-15
• 1.2.2 河濱濕地甲烷排放機(jī)理15-16
• 1.2.3 自然河濱濕地甲烷排放情況16-18
• 1.2.4 新建和修復(fù)河濱濕地甲烷排放情況18-20
• 1.2.5 新建和修復(fù)河濱濕地的甲烷排放影響因子20-24
• 1.3 研究目的及意義24
• 1.4 研究內(nèi)容24-25
• 1.5 技術(shù)路線25-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法26-35
• 2.1 試驗(yàn)基地概況26-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-31
• 2.3 氣體采集與分析方法31-33
• 2.3.1 氣體采集31-32
• 2.3.2 樣品分析32-33
• 2.3.3 環(huán)境因子測定33
• 2.4 數(shù)據(jù)分析方法33-35
• 第三章 植被配置對河濱修復(fù)濕地甲烷排放的影響35-47
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方法35-36
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)35-36
• 3.1.2 氣體采集與分析方法36
• 3.1.3 植被特征參數(shù)的測定36
• 3.1.4 環(huán)境因子測定36
• 3.2 結(jié)果36-42
• 3.2.1 甲烷排放的季節(jié)變化動態(tài)36-40
• 3.2.2 不同類型植被的甲烷排放情況40-41
• 3.2.3 不同密度植被的甲烷排放情況41-42
• 3.3 討論42-45
• 3.3.1 甲烷排放的季節(jié)變化規(guī)律42-44
• 3.3.2 植被類型對甲烷排放的影響44
• 3.3.3 植被密度對甲烷排放的影響44-45
• 3.4 小結(jié)45-47
• 第四章 水文調(diào)控對河濱修復(fù)濕地甲烷排放的影響47-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法47-48
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)47-48
• 4.1.2 氣體采集與分析方法48
• 4.1.3 環(huán)境因子測定48
• 4.2 結(jié)果48-54
• 4.2.1 甲烷排放的季節(jié)變化動態(tài)48-50
• 4.2.2 水位高度與甲烷排放通量的關(guān)系50-51
• 4.2.3 不同水位條件土壤理化性質(zhì)的變化51-52
• 4.2.4 淹水時(shí)間與甲院排放通量的關(guān)系52-54
• 4.3 討論54-57
• 4.3.1 水位變化對甲烷排放的影響54-55
• 4.3.2 土壤含水率對甲烷排放的影響55
• 4.3.3 土壤氧化還原電位對甲烷排放的影響55-56
• 4.3.4 淹水時(shí)間對甲烷排放的影響56-57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 第五章 土壤外源碳對河濱修復(fù)濕地甲烷排放的影響59-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法59
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)59
• 5.1.2 氣體采集與分析方法59
• 5.1.3 環(huán)境因子測定59
• 5.2 結(jié)果59-61
• 5.2.1 甲烷排放與外源碳的關(guān)系59-61
• 5.3 討論61-65
• 5.3.1 不同碳源添加條件下水位對甲烷排放的影響61-62
• 5.3.2 外源碳含量對甲烷排放的影響62-63
• 5.3.3 不同碳源添加條件下土壤理化性質(zhì)與甲烷排放的相關(guān)性63-65
• 5.4 小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 研究結(jié)論66-67
• 6.2 研究展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76-77
• 致謝77

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