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土地利用变化对湿地生态系统温室气体排放的影响

来源：花匠小妙招时间：2024-11-11 19:09

土地利用变化对湿地生态系统温室气体排放的影响曾昭文刘赢男倪红伟黑龙江省科学院自然与生态研究所黑龙江哈尔滨摘要:湿地特殊的水热效应和温室气体代谢过程决定湿地是全球变化的影响和响应区。随着人口的增长和技术的进步湿地生态系统成为人类活动破坏最严重的生态系统之一而农业排水和开垦是湿地丧失的主要原因。湿地是地球上重要的碳储存库其储碳量占地球陆地碳总量的15%。土地利用的变化改变了湿地生态系统碳循环的模式大量温室气体被排放对全球变化产生深远影响。湿地的恢复与重建能促进碳积累和减少温室气体排放。关键词湿地土地利用变化温室气体恢复与重建Effectofland-uschangongrnhousgassmissionsinwtlndcosystmZNGhao-wn,LIUYing-nan,NIHong-wiInstituteofNaturalRsourcsandEcology,HAS,Harbin150040,ChinaAbstract:Wtlandisainfluncandrsponsrgionofglobalchangbcausofitsuniquwatr-hatffctandgrnhousgasmtabolicprocss.Withthpopulationgrowthandtchnicalprogrss,wtlandcosystmisonofthmostsvrcosystmsbingdstroydbyhumanactivitis.ThmaincausthatrsultdinthwtlandlosswasAgriculturdrainagandrclamationWtlandcosystmisanimportantcarbonpoolinthworldandthcarbonstordinwhichaccountsfor15%ofthtotaltrrstrialcarbonstorag.Carboncyclmodlofwtlandhasbnchangdbyland-usgrnhousgasmissionisincrasdwhichxrtaprofoundandlastinginfluncuponglobalchang.SomrsarchsshowthatwtlandrstorationandrconstructionarhlpfultocarbonaccumulationandGHGrduction.Kywords:wtland;land-uschang;grnhousgas;rstorationandrconstruction据统计在过去的年中因土地利用变化造成的排放相当于同期化石燃料向大气排放的量土地利用变化也是大气和浓度增加的主要原因。湿地是地球上水陆相互作用而形成的独特生态系统。沼泽湿地已被证明是巨大的“汇”和“源”在陆地及全球碳循环中起着重要的作用。据统计近年来全球湿地面积减少约其中农业排水和开垦是湿地丧失的主要原因。土地利用的变化改变了湿地生态系统碳循环的模式大量温室气体被排放对全球变化产生深远影响。1湿地生态系统碳储量尽管全球湿地面积仅占陆地面积的~碳储量约为~占陆地生态系统碳储存总量的~。如果这些碳全部释放到大气中则大气的浓度将增加×全球平均气温将升高~℃。若全球的沼泽地全部排干碳的释放量相当于森林砍伐和化石燃料燃烧排放量的~。湿地中的碳主要储存在土壤和植物体内而湿地土壤碳储量可占到湿地总碳储量的以上。研究表明在没有人类扰动的情况下天然湿地植物净同化的碳仅有再释放到大气中说明天然湿地能够作为一个抑制大气升高的“碳汇”。湿地一旦受到人类活动的干预如农用开垦、资源开发等后随着水分减少和土壤氧化性能增强植物残体及泥炭的分解速率将会大大提高碳的释放量增加结果导致湿地土壤有机碳的损失。据估计在过去近年中由于湿地转为农田和林地造成的碳素损失约为。对美国大平原北部地区的个不同类型的湿地研究结果也显示未被干扰的湿地的储碳量是将湿地排干农用的倍排水农用还造成北纬温带地区湿地每年损失~碳。2湿地生态系统温室气体排放欧洲泥炭地转变为农田后当量排放量是未开垦前的~倍且远远超过了的减少量但从排水渠中排出的是非常可观的。研究进一步证实湿地在排干或半排干状态下是的“源”。郝庆菊等在对三江平原沼泽湿地垦殖后温室气体排放的研究中发现沼泽湿地开垦为农田在只考虑和两种温室气体排放的综合下湿地开垦有利于降低温室效应但开垦却导致了排放量的激增垦殖使湿地失去了碳汇功能转而变为了碳源。湿地是大气主要的自然来源估计全世界每年有×是来自天然湿地中的厌氧分解天然湿地每年向大气中排放的占全球排放总量的~。大量的野外观测以及湿地培养试验发现通过排水和填土造成的湿地破坏可使的排放量减少湿地的排水和变干最后可使湿地由源转变为汇。对阿拉斯加沼泽研究表明当水位低于沼泽表面或更多时甲烷排放量可降低倍。此外由于农业活动中化学肥料的大量应用氮素通过干湿沉降、地表径流、农业废水等途径进入湿地促进湿地和排放。目前关于天然湿地的源、汇功能说法不尽一致~。3湿地生态系统的恢复与重建年代以来开展了受损湿地植被恢复与重建的研究工作掀起了湿地恢复研究的热潮而减少大气中等温室气体浓度也成为湿地恢复的目的之一。虽然湿地的恢复导致大气中的浓度增大但湿地可以更多固定空气中的从而减少温室气体的总浓度。对恢复前后泥炭地碳排放量进行了比较发现恢复后的泥炭地碳排放量略高于天然泥炭地约倍但与开采后的泥炭地相比碳排放量减少约倍和倍。这说明湿地的恢复和重建有利于碳积累但碳积累速率远低于湿地转化碳损失的速率。4存在的问题及研究展望全球气候变暖是近年人类密切关注的全球环境问题之一。湿地温室气体研究发展很快主要侧重于不同类型湿地温室

国土与自然资源研究·42·TERRITORY&NATURALRESOURCESSTUDY2009No.3文章编号1003-7853(200903-0042-01中图分类号P941.788文献标识码A