夏季九龙江口红树林土壤-大气界面温室气体通量的研究.pdf

第33卷第2期
应用海洋学学报
Vo. 33 No. 2
2014年5月
Journal of Applied Oceanography
夏季九龙江口红树林土壤一大气界面
温室气体通量的研究
余丹2,陈光程,陈顺洋,陈雅萍,陈彬2,叶勇',侯建平
(1.度门人学环境与生态学院,福建度门361102;2.国家海洋局第三海洋研究所,福建厦门361005)
摘要:红树林湿地土壤是一个潜在的温室气体排放源.调查了夏季福建九龙江口的秋茄( Kandelia candel)
红树林湿地土壞-大气界面3种温室气体的通量并分析土壞环境对其的影响.研究结果显示,九龙江ロ红
树林夏季3种温室气体N2O、CH1,和CO2的通量分別是0.27~2.45、-0.28~34:4pumo_/(m2?h)和
0.49~17.00mmol/(ma2?h),表明九龙江ロ夏季红树林土壤总体上是温室气体的排放源.根据3种温
室气体的平均通量及其增温潜カ计算它们的COの2当量通量以反映3种温室气体产生的増温效应,计算
结果显示九龙江口红树林夏季土壤排放温室气体的CO2当量通量为82.33~674.92mg/(ma2?h),
CO2是最大的贡献因素.双因素方差分祈结果表明,CO2通量和土壤理化性质因林地和滩面而异,CH4通
量受林地的影响,但N20通量则不受林地和滩面的影响相关性分析结果显示,土壤环境因子是影响红
树林温室气体通量空间差异的重要原因,其中土壤有机质、复态氩和总氮令量是影响N20)和CO2通量的
主要因子,而CH1则只与土壤氧化还原电位显著相关
关键词:海洋化学;九龙江ロ;温室气体;通量;土壞;红树林;夏季
DOl:10.3969/J.ISSN.20954972.2014.02.004
中图分类号:P734
文献标识码
文章编号:2095-4972(2014)02-017508
红树林是位于热带、亚热带潮间带的以红树植时调査N2O、CH4和CO2这3种温卒气体通量的研究
物群落为主体的滨海地,受溯水周期性浸没的也仪在香港地区有报道.因此法充分认识红树
影响,红树林土壤交替变化于有氧和缺氧两种状林,特別是受人为活动下扰下的红树林土壤的温室气
怎2,这为上壤中微生物的硝化、反硝化作用和有体“源”的总体作用及其产生的增温效立.
机物的厌氧-好氧分解作用提供了有利条件,氧化亚
亚热带红树林中温室气体释放在夏季最为剧
氮(N20)、中烷(CH4)和二氧化(CQ2)在这些过烈?,有利于比较温室气体通量的空间分布.因此
程中产生:虽然CH和.O在大气中含量较低,们本文研究夏季福建九龙江口秋茄( Kandelia candel)
者的增温滑力分刿是CO2的23和296倍,対全球红树林土壤-人气界面N、O、CH,和CO23种温室气
愛曖的贡献也不可忽视°已有的研究证明红树林体的通量及其空回分布特征,并探讨土壤环境对温
土壤能释放大量的温室气体,并且受到营养物输人室气体通量的影响
的影响,温室气体的释放加6,因此红树林温卒
体通量不可忽视,但日前国内外关于红树林混地
材料与方法
的温室气体(特別是N2(O)排放的研究仍有限,同内1.1研究区
研究人员于20世纪90年代以米对红树林土壤的
福建省九龙江口属于亚热带海洋性季风气候
CO2和CH4生量和释放量进行过少量研究,年平均降水量为1248mm左右,年平均气温为
而长期以米対N20释放通星的研究却鲜有报道,同21℃,潮沙为半潮,平均潮差4m.九龙江1红
收稿日期:2013-12-03
基金项目:国家自然科学基金资助项日(41206108,41076049);福建省自然科学基金资助唤目(201105111;科技部海洋公凎性行业科研专
项资助项目(201205008);人社部留学人员科技活动项目择优资经费资助项目
作者简介:余丹(1989~),女、硕上研究生;F-mail;yudan417Ga163.com
通讯作者:陈光程,副研究员;K-mail:gc.chen(tio.org.cn
应用海洋学学报
33卷
树林以秋茄纯林为主,植被发育良好,郁闭度>1179552"F)以及海门岛(243424"N,117956'29"F)
90.近午来山于过度采砂、水路运输、海漂垃圾及(图1).其中草埔头红树林为20世纪60年代种植的
互花米草( Spartina alterni/oa)入侵等原因,九龙江口秋茄纯林,∏前该红树林已发育成熟?,选取的断
部分红树林区块已受到不同程度的破坏、本研究在儿面由陆向海宽度约50m.霞郭和海门岛红树林均为
龙江凵选取3条较健康(无互花米草、岸线侵蚀和秋茄成熟林,所选取断面林地宽度分判为90和70
堆积垃)的秋茄红树断进行调查,分别位于草m.草埔头和霞郭红树林位于高-中潮带,而海『」岛
埔头(24°23'40"N,17954'54"F)、郭(24°2336"N,红树林的潮位低于这2条红树林断面
↑红树林样地
海沧
24°30
厦门岛
2425
海
草头郭
24°20
11750
117°55
118°
11805
118°10'E
图1儿龙江1上壤-大气温室气体通量研究的3个红树林样地位置
Fig. I Ioealion of 3 mangrove siles in Jiulongjiang Estuary lor soil lo al mosphere greenhouse gases luxes study
1.2气体样品采集与分析
体样品的采集采用静态密闭箱法.在压入密
采样时间为2012年7月.尽管有研究证明潮汐闭箱后的30min内,每隔10min采集一次气体样品
对温室气体的夏季通量有影响,但其影响位不同年份在采样过程中,遊免对箱体及其周用的上壤造成干批
和地点有所差异.例如,我国台湾地区秋茄林的CH4采集气体时,用带针头的10cm的玻璃注射器缓慢
通量在最低潮时的通量高丁米潮前的通量,但在次年取箱内的空气约5cm.采集的气体样品带回实验室后
的夏季两者之间无显著性差异山同样,ロ本红树林用气相色谱仪( Agilent7890A)测定样品中CO2CH1和
低潮?问的N2O通量在昼夜问无显著性差异.参N20的浓度N(O的检测器为微池电子捕获檢测器
照国外的主流研究方法,本研究亦不考虑夏季(μCD);CH4的检测器为火焰离子化检测器(FD);
不同时间的通量差异.由于本研究区的潮汐为半日CO2经NM催化之后冉通过FID检测.样品中混室气体
,红树林的暴露时间对较知,采样均在最低潮前的浓度根据对比样品峰血积与安捷伦标准气体样品(1
2h开始进行.Chen等(2010)认为这和调查共有较好cm/m3N2O,5cm3/m3CH1和0cm/m3CO2)的峰面
的代表性.本研究中红树林的潮汐条件、植被类型利计算得到.在测定过程中,每间隔15~20个样品测定
与沉积物质地均与Chen等(2010)的研究相似,3条一次标准气体样品以验证測定过程的稳定性;结果显
红树林断而的调査均在相同的潮汐条件下进行,结果示对标准样品中3种气体浓度测定的村对标准偏差均
也具有较好的代表性和可比性.
小于5%.温室气体的通量通过静态密闭箱内空气中
在上述每条红树林断面山陆向海分判布设内淮、口标气体浓度随密闭时间的变化率以及密闭箱的体
中淮和外滩3个采样站位,每个站位的林间地表随机积覆盖土壤面利