不同围垦利用对淡水湖泊湿地土壤呼吸的影响及机理研究

湿地生态系统是陆地生态系统中仅次于森林生态系统的最大碳库,湿地生态系统碳循环在全球碳循环中起着重要作用。植被、气候条件及水文状况共同决定湿地生态系统的碳收支。以安徽升金湖淡水湿地土壤为研究对象，采用野外CO2通量和日动态观测、室内有机碳矿化与CO2释放的动态培养试验，研究围垦活动对淡水湿地土壤不同利用方式下土壤呼吸强度、土壤有机碳库随时间的动态变化，分别采用土壤有机碳矿化、有机碳库分配及土壤有机碳结构分析等途径，分析围垦活动对土壤有机碳源可利用性和土壤有机碳结构的影响，区分不同湿地景观类型下土壤呼吸的差异性，阐明淡水湿地土壤呼吸受人类活动影响的幅度与控制机理，为进一步认识湿地土壤碳循环特点及其全球变化效应，明确湿地开垦后不同利用方式和不同利用年限下土-气CO2交换的变化及其机理，并为促进温室气体减排的生态环境治理和环境友好的湿地管理对策与途径提供科学依据。

摘要和关键词. 湿地生态系统碳循环在全球碳循环中起着重要作用。以淡水湿地土壤为研究对象，采用野外CO2通量和日动态观测，研究围垦活动对淡水湿地土壤不同利用方式下土壤呼吸强度、土壤有机碳库随时间的动态变化。研究天然淡水湿地及开垦为农田后有机碳密度的变化，结果表明,湿地表层(0-30 cm)和全剖面(0-100 cm)中的碳密度分别为42.5-57.4 t/hm2和81.5-91.6 t/hm2;而开垦为农田则分别为22.4-48.4 t/hm2和41.4-76.5 t/hm2,可见湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面的土壤有机碳密度明显降低。不同土地利用方式下土壤年平均呼吸速率表现为：水稻田（1026.72 mg/(m2•h)）＞油菜地（615.67 mg/(m2•h)）＞自然湿地（474.03 mg/(m2•h)），自然湿地垦殖为农田后的土壤呼吸速率增大，且水稻田＞旱地。不同利用方式下的Q10值存在很大的差异，采用指数模型由土壤表层温度计算出来的Q10值大小依次为：水稻田（3.35）＞油菜地（2.92）＞自然湿地（2.75），说明水稻田的土壤呼吸速率对土壤表层温度的依赖性最大。湿地表层土壤活性炭（DOC1）、缓效性碳(DOC2)和稳定性碳含量分别为4.81±2.46 g•kg-1、3.25±1.58 g•kg-1、10.14±3.45 g•kg-1；开垦为农田后，土壤活性炭（DOC1）、缓效性碳(DOC2)和稳定性碳含量分别为3.79±2.78g•kg-1 ，1.67±0.80g•kg-1，6.72±2.62g•kg-1土壤中各有机碳含量显著降低, 稳定性碳占总有机碳的百分比出现了下降趋势。研究结果为进一步认识湿地土壤碳循环特点及其全球变化效应，明确淡水湿地开垦后不同利用方式下土-气CO2交换的变化及其机理提供参考依据。