湿地垦殖及退化对三江平原河流碳输出的影响研究

河流是全球碳循环链接的关键环节。可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon，DOC）是河流碳输出的主要组成部分，在过去二十几年里，河流DOC含量增加的趋势非常明显，但其潜在机制尚存在很大的未知。湿地作为河流DOC的重要提供者，湿地垦殖及退化对河流碳输出动态会产生怎样的影响？其驱动机理如何？目前尚缺乏系统的研究，尤其缺乏大尺度的野外对比观测研究。本项目拟选取黑龙江流域湿地垦殖及退化最为明显的三江平原为研究区，采用点面结合、野外对比观测、室内培养与模型相结合的研究思路来探讨三江平原主要河流（黑龙江、乌苏里江及松花江）、沼泽性河流、退化型沼泽性河流、农田排干沟渠及地下水中DOC、可溶性无机碳含量及其化学组成分布特征，明确不同类型水体对三江平原主要河流碳输出贡献情况，揭示不同水体碳矿化特征及其对温度变化的敏感性差异，为精确评估土地利用变化背景下海陆碳循环相关机理提供数据支撑。

河流是全球碳循环过程的重要枢纽。三江平原由黑龙江、乌苏里江、松花江冲积而成，其内沼泽湿地近五十年来开垦严重，伴随湿地垦殖为水田，在此过程中排干沟渠大量修建，导致该区湿地景观格局破碎化严重，湿地退化与湿地垦殖交叉存在。本项目选取三江平原不同类型水体为研究对象，研究发现：沼泽湿地地表积水中DOC 含量明显高于水田，且相比沼泽湿地，水田地表积水中DOC 富里酸含量大于胡敏酸的比例；沼泽湿地和河滨湿地是三江平原沼泽性河流、主要河流DOC 的重要供给源，但湿地退化显著降低了水体中DIC 的含量，增加了水体中DIC:DTC 的比率，且湿地退化增加了枯落物及土壤向水体中可溶性有机碳的释放能力；区域尺度，不同类型水体中DOC 和DIC 表现了明显的季节和年际差异，整体上排干沟渠中DOC 的含量要低于沼泽性河流，改变了不同碳组分在可溶性碳中的分布特征；融冻期不同类型水体呈现了不同的可溶性碳分布特征，其中沼泽性河流DOC 较为稳定，有利于在水体中的累积；三江平原不同类型水体DOC 的矿化速率表现了不同的分布差异，其中退化型湿地水体中DOC矿化速率较高，且不同类型水体对温度升高的响应模式不同；基于本项目观测结果，估算得到区域尺度黑龙江经由三江平原DTC 输出通量为3.26× 106 tC/yr。本研究为精确评估全球变化背景下全球碳收支提供理论支撑，尤其可为海陆碳循环相关理论提供基础数据。