白洋淀湖泊湿地氧化亚氮的排放通量初探.doc

白洋淀湖泊湿地氧化亚氮的排放通量初探
万晓红,周怀东,王雨春,刘玲花,陆瑾
中国水利水电科学研究院,北京 100038
摘要:湿地是温室气体氧化亚氮(N2O)的源或汇,研究湿地N2O排放通量的时空变化特性对探究N2O的排放活跃区及减小温室效应有着重要的意义。采用静态箱-气相色谱法对白洋淀湖泊湿地N2O排放通量的时空变化特性及其影响因素进行了初步研究,结果表明白洋淀湖泊湿地N2O的排放呈现明显的时空变化特性,夏季N2O的排放量最大,且湖滨带是其排放的活跃区;白洋淀湖泊湿地优势植被芦苇的生长状况影响N2O的产生与排放,其鲜质量增加量与N2O的排放通量呈负相关性;土壤含水率的变化与N2O的排放通量有着较好的相关性,土壤含水率升高,N2O的排放通量增加;白洋淀湖泊湿地水中亚硝态氮质量浓度与N2O的产生和排放关系密切,随着亚硝态氮质量浓度的增加N2O的排放通量呈对数增长。
关键词:白洋淀;氧化亚氮;生物量;土壤含水率;亚硝态氮
中图分类号:X142 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)05-1732-07
在自然界氮素循环过程中,反硝化作用是湿地、土壤和湖泊等脱氮的主要途径,但其产物N2O会对大气层造成破坏。因为N2O是一种温室气体,它的增温效应在于它能吸收红外波段的能量[1]和减少地表热辐射的向外扩散,其单个分子的温室效应潜力是单个分子CO2的310倍,且其寿命是已知温室气体中最长的,大约为150年[2]。N2O在对流层中相当稳定,其主要的清除机制是平流层光解,即N2O进入平流层后被分解为N2和NO,而NO会造成臭氧层空洞的出现及酸雨的发生。有研究报道,℃,臭氧减少10%,紫外线向地球的辐射增加20%[3]。然而,%的速率增长[2],对环境造成了严重影响。
N2O是反硝化作用的重要产物,有研究表明,陆地上至少有一半反硝化作用发生在湿地,因此,湿地具有较高的N2O排放速率,是N2O的源或汇。Schiller等[4]研究发现加拿大哈德逊湾湿地的N2O排放量占排放总量的比例达到了80%。湿地N2O的排放已成为各国温室气体研究不可缺少的一项,而我国对N2O排放的研究多集中于稻田、草地、森林等生态系统,对湿地生态系统的研究主要在三江平原湿地和太湖梅梁湾等湿地,而对白洋淀湖泊湿地N2O的排放研究较少。
白洋淀是华北地区最大的内陆淡水湖泊和湿地,地处京、津、石三角的中心位置,是保护天津市、京九铁路、华北油田等国家重要设施及下游地区防洪安全的重要屏障[5]。白洋淀淀中芦苇密布,沟壕纵横交错,将白洋淀分割成140多个大小不等的湖泊和湿地[6]。因此,研究白洋淀湖泊湿地N2O排放通量的时空变化特性和影响因子,确定白洋淀湿地N2O排放的活跃区,可以为今后控制白洋淀湿地N2O的排放提供参考数据,同时,可为北方淡水湖泊湿地对温室效应的评估提供相关的科学依据。
1 试验地点及自然状况
白洋淀隶属于保定市的安新、容城、雄县、高阳和沧州市的任丘五县(市),汇集了唐河、瀑河、漕河、潴龙河等9 条河流,通过赵王新河泄入独流减河和海河干流入海,素有“华北明珠”之称,总面积约360 km2,四周堤防环绕,多个芦苇湿地分散在淀中。本次试验区域选择在其中的小杨家淀,它是白洋淀中一个典型