双向演替下消落带湿地碳汇波动机制及其影响因素

The carbon sink function of wetland has been reached a consensus, but wetland is fragile ecological system that is easy be disturbed because water level change and land use change. We can find the phenomenon that natural wetland change into degraded wetland and then restored, and destroyed again, meanwhile hydro-fluctuation belt of wetland has periodic drought-wet change every year. So wetland ecological system has obvious bidirection succession feature. The change of carbon sink function and driving mechanism in the bidirection succession process is the scientific problem we faced. This research will focus on the wetland carbon sink change and ecological measures, which include: (1) biological process and drive mechanism of wetland storage in the processes of water level fluctuation, (2) The carbon sink function change in bidirection succession, and the assessment of potential carbon storage. According to the capability analysis of carbon storage in different types wetland, the wetland carbon sink function maintenance technology will be researched. The aim of our program is that providing support for wetland function restoration and increasing of carbon storage capability.

湿地的固碳功能已达成共识，但湿地也是脆弱生态系统，易受到干扰（水位变化、土地利用改变），形成退化湿地，然后可经人工恢复成恢复湿地，因此湿地生态系统具有明显的演替双向性（湿←→干，自然湿地→退化湿地→恢复湿地），湿地在这种双向演替过程中的碳汇功能如何波动，以及其波动机制和影响因素的辨识，是我们面临的科学问题。消落带湿地能够在短期内反映这样的干湿变化过程，退化湿地和恢复湿地的对比分析可以反应较长时期的碳汇波动。本课题针对此问题，具体研究：（1）周期性水位变动下消落带湿地固碳的生物过程与驱动机制；（2）双向演替下湿地碳汇功能的动态过程及其影响因素，并评估退化湿地的碳汇潜力。通过对不同类型消落带湿地固碳能力分析，研究消落带湿地碳汇功能维护技术。为退化湿地进行生态恢复增强固碳能力、恢复生态功能提供基础支撑。

湿地属于典型的水陆过渡生态系统，同时也是脆弱生态系统，在受到自然和人为双重干扰的情况下，许多湿地呈现出明显的双向演替特征，在此过程中，湿地的碳循环过程受到明显的波动性影响，其波动机制和影响因素如何？对了解湿地的生态过程，为今后进行湿地生态系统的保护恢复和科学管理具有重要的研究与实践意义。.本项目在前期调研的基础上，通过野外测定、室内实验模拟、空间替代时间等方法，对由于水位变化造成的湿地双向演替过程的碳汇机制进行了研究。通过野外定位观测研究发现，淹水会降低白天湿地植被的光合速率，而导致碳吸收功能降低；同时淹水也会抑制夜间湿地土壤的呼吸，减少碳排放量。.通过干湿交替的室内模拟实验，结果表明干湿交替对土壤呼吸有明显的激发效应，在干旱土壤的情况下，每次淹水后都会有一个明显的呼吸高峰，随着过湿处理次数的增加，土壤呼吸的激发效应逐渐减弱；而且经过干旱期后，呼吸速率通常在一周后就会降到最低。水分的过度饱和及过度的干旱都会抑制土壤的呼吸，其中过度缺水对呼吸速率的抑制作用更强；随着培养时间的增加，土壤有机碳含量呈现明显的下降趋势，干处理条件下土壤有机碳含量基本保持稳定。.通过相关环境因素和土壤因子的相关分析，土壤水分含量是影响土壤有机碳含量的主要因素，另外在天津地区的滨海盐碱湿地土壤中，土壤质地和土壤pH也是土壤有机碳积累的主要影响因素。但干旱同样会造成微生物死亡，成为碳输入途径，从而增加土壤有机碳含量。另外本项目还对项目计划中的典型观测湿地类型进行了针对性的研究，包括七里海湿地、于桥水库湿地和北大港湿地等，具体内容包括湿地植被特征及与环境因子的关系，湿地景观格局特征变化和时空演变，湿地土壤种子库恢复技术参数的优化等，并撰写了相应的论文。.通过对不同类型湿地固碳能力分析，研究不同湿地类型碳汇功能维护技术，为退化湿地进行生态恢复增强固碳能力、恢复生态功能提供基础支撑。.受本项目资助，共发表研究论文11篇，其中SCI论文3篇，中文核心期刊7篇，非核心中文期刊1篇，受该基金资助完成硕士学位论文1篇。