辽河三角洲湿地与大气间物质\能量交换及对区域气候形成及影响研究

It has the unique ecological environment and regional climate characteristics for the Liaohe Wetland Delta due to energy and mass exchage between the special wetland and atmosphere. At the same time, the interaction between wetland and atmospheric greenhouse gas (CO2, CH4) can influence the large scale climate characteristics, even to the global climate. Based on the observational data from the eddy covariance instrument at Panjin wetland Station, the exchange of mass and energy from 2004 to 2014 in reed wetland and rice wetland and the regional climate are analyzed in terms of the long-term location experiment and the regional mobile observation method. The characteristics of vegetation, soil, and hydrology are discussed in the study area. The exchange of CO2, CH4, water, energy and its influence on the environment will be analyzed in the further study in order to reveal the mechanism of mass and energy interaction from the soil, vegetation and hydrology between wetland and atmosphere. The water areas, vegetation coverage and their relationship with the regional climate are analyzed by using the methods of the eddy covariance and satellite remote sensing in the Liaohe River Delta. The effects of reed wetland and rice wetland on the regional temperature, precipitation, wind speed and atmospheric component in the different spatial-temporal scale and the local climate effect are analyzed in this study, and the effect of wetland change on the regional climate will be monitored and predicted in time.

湿地-大气间通过物质和能量交换相互作用，进而形成特有的生态环境和区域气候特征。湿地与大气间温室气体交换（CO2、CH4）又对大尺度上的气候施加影响。本研究以辽河三角洲为实验区，以涡动相关技术、卫星遥感技术，长期定位与流动观测结合等手段，获取自然（芦苇）和人工（稻田）湿地与大气间物质与能量输送长期观测资料，结合区域长期气候资料及湿地环境（植被、气象、水、土壤等）因子等信息，通过数据分析，揭示各种通量时-空间变化特征和人工与自然湿地传输特征的异同；通过植被-大气界面CO2、CH4、水汽等交换与环境因子间相互关系分析，揭示湿地-大气间物质和能量传输的主要影响因子与作用机制。通过湿地环境因子与各通量关系的分析，揭示环境因子对湿地与大气间能量与物质传输的影响及作用机制；通过分析湿地的水体、自然和人工湿地面积、植被覆盖、能量与物质输送差异等与区域气候特征及变化的关系，揭示湿地对区域气候形成的影响及机制

湿地-大气间通过物质和能量交换相互作用，进而形成特有的生态环境和区域气候特征。湿地与大气间温室气体交换（CO2、CH4）又对大尺度上的气候施加影响。本研究以辽河三角洲为实验区，以涡动相关技术、长期定位与流动观测结合等手段，获取自然（芦苇）和人工（稻田）湿地与大气间物质与能量输送长期观测资料，结合区域长期气候资料及湿地环境（植被、气象、水、土壤等）因子等信息，通过数据分析，揭示各种通量时-空间变化特征和人工与自然湿地传输特征的异同；通过植被-大气界面CO2、CH4、水汽等交换与环境因子间相互关系分析，揭示湿地-大气间物质和能量传输的主要影响因子与作用机制。. 项目组通过试验区域内2013-2015年间野外观测试验和历史资料的收集和整理获取了自然湿地（芦苇）、人工湿地（水稻田）等气象因子、地-气间能量与物质通量、植被要素、土壤、水文等大量资料。通过对资料的分析获得了有意义的研究结果。揭示了不同地表条件下地气间能量（感热）与物质（水、CO2、CH4）交换的时-空间变化级影响机制。. 分析结果认为，自然湿地的潜热通量在夏季（6-8月份）最大，其数值可达 400 W m-2以上，累积年蒸发量可以达到570 mm以上。而感热通量夏季较小（< 100 W m-2）。 人工湿地的感热通量和潜热通量也存在明显的季节变化。感热通量春季较高 (>200 W m–2), 潜热通量夏季和秋季较高 (>500 W m–2)。 .自然湿地在植物生长季（5-9月），二氧化碳通量白天可达-1.0 mg m-2 s-1，有时甚至接近-2.0 mg m-2 s-1，夜间可达0.3 mg m-2 s-1 ，月累积二氧化碳通量最大值出现在7月（-520 mg m-2 month-1）。人工湿地二氧化碳通量的季节变化和日变化特征与植物成长状态密切相关。生长季期间（6-9月），白天二氧化碳通量数值可达 –2.0 mg m–2 s–1 ，其月平均最大值出现在7月份，为–789.3 g m–2 month–1。明显大于自然湿地。两种湿地年均二氧化碳通量累计结果显示均为明显的CO2汇区。 .人工湿地生长季近地层CH4的平均浓度是0.242mmol•m-3。5月CH4的月排放量最大。水稻生长季内CH4通量为0.08μmol•m-2•s-1，最高值出现在返青期，分蘖期基本无CH4排放。