海岸带盐沼潮水和植被交互作用梯度上生源硫气体和甲烷通量变化特征及相互关系研究

Biogenic sulfur gases and methane have significant implications for global climate change,ozone layer deletion and the acidity of precipitation, which may play an important role in the global sulfur and carbon cycle,however,the global budget of their sources and sinks are still imbalances,the relationship between biogenic sulfur gases and methane exists considerable controversy, the present study is difficult to explain the relationship between sulfur and carbon cycle.previous results show that methane emission rates is positively correlated to biogenic sulfur gases, but the mechanism is not yet explained. To further confirm and explain this relationship, the fluxes of biogenic sulfur gases and methane would be seasonally measured using static flux chambers along interaction gradient between the tide and vegetation of a coastal salt marsh in eastern China.To estimate the contribution of difficult contributors to the fluxes and the correspond of biogenic gases emission to sulfate concentration,the experiments about aboveground biomass removed,plant transplanted and sulfate added and stable isotope techniques would be integrated applicated.

硫气体和甲烷是具有重要环境意义的生源气体，在全球硫碳循环中扮演着重要的角色，然而，其源汇的全球预算存在很大的不平衡性，尤其对海岸带潮水与植被交互作用梯度上硫气体和甲烷通量变化特征和相互关系缺乏深入理解，对两种气体通量关系存在很大的争议，目前的研究很难回答盐沼环境中与硫碳循环相关的两种生源气体是如何进行转化的。预研究结果表明，盐沼生源硫气体和甲烷通量之间为正相关关系，但是目前还不能从实验机理上解释这种关系。为了进一步证实和解释这种关系（假说），本研究选择盐城海岸带盐沼为研究对象，以探讨海岸带盐沼潮水和植被交互作用梯度上生源硫气体和甲烷通量变化特征和相互关系为目的，从盐沼环境特征和生源硫气体和甲烷通量变化特征入手，通过一系列高等植物去除、移植实验和硫酸盐添加实验以及稳定同位素技术的综合应用，确定生源硫气和甲烷释放的主要贡献者及其贡献比率，探讨生源硫气体和甲烷通量间关系和对硫酸盐水平的响应特征。

受潮水影响的海岸带盐沼是全球变化最敏感的区域之一，而DMS和CH4是具有重要环境意义的气体，在全球硫和碳循环中扮演着重要的角色。项目对海岸带盐沼DMS和CH4通量特征及相互关系进行了研究，顺利完成了研究计划内容。互花米草入侵加速了有机质的积累，可为DMS和CH4的生产提供了丰富的底物。因此，项目曾预想互花米草的入侵将会改变潮水和植被综合影响梯度上DMS和CH4排放特征及其相互关系。本研究中，我们在盐城丹顶鹤珍禽自然保护区内，在由海向陆的方向上，沿潮沟、近潮沟和远潮沟设置3条样带，每个样带上，有设置光滩、互花米草、盐地碱蓬和獐茅4个采样梯度，分别在生长季和非生长季使用静态箱收集气体样品，并在室内使用色质连用技术测定气体浓度，并计算气体释放通量。研究结果表明，1.互花米草入侵大大地增加了DMS和CH4的排放，相较于无植被区和本土植被区的平均排放率，互花米草盐沼DMS和CH4排放率分别增加了3.8-513.0和2.0-127.1倍，显著改变了DMS和CH4排放的空间分布。2.在高程梯度上，DMS和CH4排放通量存在着显著的变化，DMS和CH4排放通量之间存在着明显的关系，CH4排放通量正相关于DMS通量，样带间，植被带DMS和CH4通量关系更显著于潮沟带，梯度间，互花米草盐沼DMS和CH4通量关系更显著于其他盐沼，互花米草盐沼CH4排放比其他盐沼更敏感于DMS排放的变化。3. DMS和CH4通量的空间变化可能与互花米草入侵所导致的DMS和CH4生产底物变化有关，在互花米草盐沼，甲烷的生产可能更多地来自非竞争性底物的生产，而潮沟和其他植被区，甲烷的生产更多地被硫酸盐的还原抑制，这表明，被互花米草入侵的海岸带盐沼，甲烷生产和硫酸盐的还原在空间上可能是分离的。4.因此，互花米草的入侵，改变了海岸带盐沼DMS和CH4的排放及其相互关系。研究结果可为完善我国海岸带湿地DMS和CH4排放清单和更好地理解中国海岸带湿地在全球DMS和CH4气体释放中的贡献提供理论依据和数据支持。