4.碳循环的影响因素
4.1气候变化
多种气候变化要素(海平面上升、气温升高、CO2浓度升高等)均可能会对潮间带湿地碳汇功能产生显著影响。由于全球变暖导致冰川融化、海水膨胀,从1901年到2010年,全球海平面平均上升了0.19m,而且这种上升还在继续。海平面上升对于盐沼湿地固碳能力的影响主要有3种情形[35]:第一,一旦保护性的植被覆盖丧失,已经被储存富含碳的沉积物会被波浪作用侵蚀,氧化成 CO2返回大气中,造成碳汇能力和已储存碳的丧失;第二,相反地,洪泛也可以永久地埋藏已经积累的泥碳,并有效防止有机碳的降解,文持湿地有机碳的长期储存;第三,海平面上升有可能引起有机质降解速率的减慢,提高潮间带的碳储存能力。
气候是湿地碳循环生物地球化学过程的重要驱动因素[36]。主要表现为以下4方面:一是湿地生态系统碳循环研究进展[37];二是气候的变化会引起气温异常波动进而对地表径流量产生影响;三是气候的变化影响湿地生态系统光合作用与分解作用间的平衡过程和时间;四是气候变化可通过区域温度来影响永久冻土层的厚度,使土壤的氧化还原环境发生改变。
4.2植被类型
物种组成的改变及植物生产力的变化,通过光合作用和呼吸作用直接影响湿地CO2释放动态,从而引起湿地生态系统碳平衡的变化[38]。段晓男等[25]对不同类型湿地研究发现,不同的植被类型会对湿地的碳汇和碳源过程产生不同的影响,湿地植物中的NPP、植物枯落物的归还和分解过程等,都对湿地生态系统中碳累积及碳排放过程有重要贡献。植物的生长或生命周期是决定生态系统固碳速率和碳蓄积过程特征的主要因素。植物的生长周期是由植物的类型和所处的气候类型决定的,植被类型和气候有较大的相关性[37,39]。
4.3光合有效辐射
在有高等植被覆盖的潮间带湿地,光合有效辐射的强度直接决定植被碳同化能力的强弱。光合有效辐射的变化往往驱动植被生产力的昼夜和季节变化。光合有效辐射越大,潮间带湿地NEP也越大,两者通常展现出良好的非线性正相关。
4.4盐度
高盐度是潮间带湿地的独特环境因素,过高的盐度会通过渗透压胁迫使植物失水,只有适应高盐度的植物才能存活,并形成潮间带湿地多样的植物分布格局和生产力状况。Barr等(2012)研究发现,红树林沼泽的光利用效率在高盐度(>34 ppt)比低盐度(<17 ppt)低46%。Neubauer(2013)在美国南卡莱罗那潮间带湿地通过原位试验发现,盐度增加会使NEP降低 55%。另外,盐度增加也会通过渗透压胁迫抑制土壤微生物活性而降低有机质分解速率。潮间带湿地盐度和土壤水分对NEP的作用可能耦合在一起,Heinsch等(2004)研究发现美国德克萨斯湾的潮间带湿地在盐度较低、土壤水分较高的情况下固定CO2,而在盐度较高、土壤水分较低的情况下则排放CO2。论文网
4.5人为干扰
尽管潮间带湿地具有卓越的碳汇功能,然而这种重要的生态功能却可能会由于各种人为干扰(围垦等土地利用变化、生物入侵、富营养化、放牧等)而退化或丧失。受损潮间带湿地的碳库规模会迅速降低,Pendleton 等(2012)估算表明盐沼、红树林沼泽及海草床在全球尺度上每年有150-1020Tg•C因为土地利用变化而释放到大气中,这一数字等同于全球森林砍伐导致碳排放的3%-19%,造成经济损失每年可达60-240亿美元。
5问题与展望
我国滨海盐沼湿地分布较广,国内学者对滨海盐沼湿地碳循环及碳收支研究取得了一定进展,但仍存在一些局限性。
目前对控制滨海盐沼湿地碳储存变异的基本因素尚未认识充分,这就需要特定的研究去完善人们的理解,加强对蓝色碳汇价值的认识。尽管滨海盐沼湿地的固碳速率较高,但是这一速率会因外界因素而变化,这也反映了影响湿地碳汇功能大小的因素是多种多样的,如植被的净初级生产力、呼吸作用、与临近生态系统的碳交换、水文条件、沉积速率、温度变化和营养物质循环的变化等。
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