王莉莉，楊 濤，高 晨，高 丹，盧成芳，王野喬

(鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室/ 江西師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330022)

鄱陽湖南磯濕地凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量的日變化特征

王莉莉，楊 濤①，高 晨，高 丹，盧成芳，王野喬②

(鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室/ 江西師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330022)

利用渦度相關(guān)技術(shù)分未淹水期和淹水期對2015年4月—2016年10月鄱陽湖南磯濕地凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量(net ecosystem CO2exchange，NEE)進行觀測，分析其日變化特征和影響因子。結(jié)果表明：在未淹水期，濕地NEE日變化呈現(xiàn)“U”型分布特征，日間最大CO2吸收量為18.24 μmol·m-2·s-1，夜間最大CO2釋放量為24.92 μmol·m-2·s-1。在淹水期，除較高洲灘及湖岸高地外，植被被水面覆蓋，濕地NEE日變化無明顯特征，日間最大CO2吸收量為2.29 μmol·m-2·s-1，夜間最大CO2釋放量為12.66 μmol·m-2·s-1。相關(guān)分析和主成分分析表明在未淹水期南磯濕地日間NEE月平均日變化與光量子通量密度相關(guān)性最高，與氣溫、降水、土壤含水量和土壤溫度的相關(guān)性次之，夜間NEE月平均日變化與氣溫、土壤溫度和土壤含水量相關(guān)性較高。在淹水期，南磯濕地日間NEE月平均日變化與光量子通量密度、土壤含水量有關(guān)，夜間變化與土壤溫度、土壤含水量和氣溫有關(guān)。

凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量；渦度相關(guān)；南磯濕地；鄱陽湖

在人類活動的影響下,溫室氣體(CO2、CH4和N2O)的持續(xù)排放是造成氣候變暖的主要原因之一[1]。研究表明：濕地是CO2匯和CH4源[2]。濕地植物通過自身的生命活動固定CO2,同時又通過物質(zhì)循環(huán)釋放CO2和CH4。濕地在化學(xué)元素循環(huán)中,特別是在CO2和CH4等溫室氣體的固定和釋放中起著重要的“開關(guān)”作用[3]。濕地碳通量研究主要關(guān)注CO2和CH4的排放問題以及影響它們蓄積或者排放的因素[3]。目前基于微氣象原理的渦度相關(guān)法已成為直接測定大氣與群落CO2交換通量的主要方法,也是世界上CO2和水熱通量測定的標準方法[4]。

目前國內(nèi)學(xué)者利用渦度相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在高寒濕地[5-10]、河口三角洲濕地和濱海濕地[11-16]等濕地生態(tài)系統(tǒng)開展了CO2通量研究。但是,目前針對亞熱帶湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的有關(guān)研究相對較少,尤其是針對鄱陽湖濕地的研究則更少。胡啟武等[17-18]利用密閉箱-氣相色譜法測定了非淹水期鄱陽湖苔草濕地CO2釋放通量和鄱陽湖典型苔草濕地的CH4釋放通量。王佳佳等[19]利用密閉箱-氣相色譜法測定了鄱陽湖星子濕地的CH4排放通量。尚未有利用渦度相關(guān)技術(shù)對鄱陽湖南磯濕地進行CO2通量觀測的研究報道。

依托鄱陽湖南磯濕地野外綜合試驗站,利用渦度相關(guān)技術(shù)所獲CO2通量數(shù)據(jù)，分析鄱陽湖南磯濕地凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量(net ecosystem CO2exchange,NEE)日變化特征,并探討鄱陽湖濕地NEE日變化的影響因素,為亞熱帶湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究提供基礎(chǔ)資料。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

鄱陽湖南磯濕地綜合試驗站位于鄱陽湖南磯濕地國家級自然保護區(qū)內(nèi),該地區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū),熱量豐富,雨量充沛,無霜期長,四季分明。年無霜期為246～275 d,年平均氣溫為17～17.8 ℃,年日照時數(shù)為2 008～2 105 h,年降水量為1 368～1 633.8 mm[20]。整個保護區(qū)處在水陸過渡帶,土壤類型主要為草甸土、草甸沼澤土和水下沉積物,成土母質(zhì)為近代河湖沖積物和沉積物等,南山和磯山島土質(zhì)為紅壤土。

鄱陽湖最大的特點是年內(nèi)巨大的水位變化,南磯濕地的景觀隨其水位變化而變化。在豐水期濕地植被被淹沒,濕生草本植物進入休眠期,以沉水植物和部分挺水植物、水生植物群落為主;在枯水期,洲灘逐漸顯露,大部分水生植物枯死,以苔草群落為優(yōu)勢種群的濕生草本植物生長茂盛[21]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于鄱陽湖南磯自然保護區(qū)野外綜合試驗站,該試驗站的渦度通量觀測系統(tǒng)包括LI-7700開路式CH4分析儀、LI-7500A開路式 CO2/H2O 分析儀、三維超聲風(fēng)速儀和數(shù)據(jù)采集器等,可以自動測量并存儲地表與大氣相互作用時近地氣層的瞬時三維風(fēng)速、溫度、CO2、H2O和CH4脈動,采用微氣象學(xué)湍流渦動協(xié)方差方法處理可獲得CO2、H2O 和CH4通量等地表與大氣之間的物質(zhì)與能量交換量數(shù)值。該系統(tǒng)還搭載了常規(guī)氣象要素測定系統(tǒng)。采用2015年4月—2016年7月的星子站水位數(shù)據(jù)作為參考。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Eddypro軟件(LI-COR公司)對渦度相關(guān)儀的原始10 Hz數(shù)據(jù)進行處理,以Express版塊為主要處理流程。主要處理步驟:原始采集數(shù)據(jù)經(jīng)坐標旋轉(zhuǎn)修正(二次坐標軸旋轉(zhuǎn)),除趨勢修正(塊平均),數(shù)據(jù)同步(默認值下最大協(xié)方差),統(tǒng)計檢驗(異常值計數(shù)/去除、振幅分辨率、缺失值、絕對限度、偏度和峰度),密度修正，水熱校正,超聲虛溫修正,譜修正,迎角修正,數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標記等,得到30 min的通量數(shù)據(jù)。由于大氣穩(wěn)定度、天氣原因以及儀器的物理限制等影響,Eddypro 軟件輸出的30 min 通量值仍然存在一些野點,需要進一步進行質(zhì)量控制:(1)剔除異常值(-9999);(2)剔除降水時期的通量;(3)以每個月的光量子通量密度(photosynthetic photon quanta flux density,PPFD)600～1 600 μmol·m-2·s-1為界,得出每月對應(yīng)的CO2通量最大值(Amax),以Amax為閾值剔除該月份CO2通量極端值;(4)剔除夜間摩擦風(fēng)速低于0.1 m·s-1的通量數(shù)據(jù);(5)剔除夜間通量為負的數(shù)據(jù),總計剔除數(shù)據(jù)所占比例為30.9%。

采用數(shù)據(jù)插補方法,對通量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。數(shù)據(jù)插補方法如下:(1)小于3 h的短時缺失數(shù)據(jù)用線性內(nèi)插法。(2)大于3 h的缺失數(shù)據(jù),分日間數(shù)據(jù)和夜間數(shù)據(jù)分開插補。當(dāng)PPFD≥1 μmol·m-2·s-1時，定義為日間段;當(dāng)PPFDlt;1 μmol·m-2·s-1時,定義為夜間段。利用平均晝夜變化法,用相鄰幾天(7～14 d)的相同時段觀測數(shù)據(jù)的平均值對日間數(shù)據(jù)進行插補;利用夜間生態(tài)系統(tǒng)CO2交換數(shù)據(jù)與20 cm深處土壤溫度之間的經(jīng)驗公式[22]對夜間數(shù)據(jù)進行插補,經(jīng)驗公式為

Reco,n=aexp (bTs)。

(1)

式(1)中,Reco,n為夜間生態(tài)系統(tǒng)呼吸量(以CO2計),μmol·m-2·s-1;Ts為20 cm深處土壤溫度,℃;a為溫度為0 ℃時的生態(tài)系統(tǒng)呼吸速率(以CO2計),μmol·m-2·s-1;b為溫度反應(yīng)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 南磯濕地生態(tài)系統(tǒng)的水位變化

由于通量塔配備的水位計在2016年3月才開始投入使用,故利用2016年4—7月的星子站水位(x)與實測的同時期塔下水位(y)作曲線擬合,發(fā)現(xiàn)兩者關(guān)系符合線性關(guān)系:y=0.816x-10.902,R2=0.988。利用此方程插補2015年4月—2016年3月塔下水位,得出2015年4月—2016年10月的水位變化,見圖1。

圖1 2015年4月—2016年10月通量塔下方的水位變化Fig.1 Variation of the water level below the flux tower during April,2015 to October,2016

由圖1可知,2015年6—7月與2016年5—8月通量塔下方的水位較高,并依據(jù)物候相機所攝照片,可以獲取通量塔下方處于水淹狀態(tài)的時間段。濕地水文狀況是影響濕地碳通量的一個重要因素,濕地水位和土壤含水量決定著濕地生態(tài)系統(tǒng)中土壤的氧化還原環(huán)境,通過影響O2的擴散速率與CO2的傳輸速率制約著濕地土壤呼吸。因此，根據(jù)水位變化情況,將2015年4—5月、2015年8—10月、2016年4月、2016年9—10月歸為未淹水期,此時濕地生態(tài)系統(tǒng)的植物群落主要由苔草(Carexcinerascens)、蘆葦(Phragmitesaustralis)和南荻(Triarrhenalutarioriparia)等組成。而2015年7月、2016年5—8月為淹水期,濕地生態(tài)系統(tǒng)除部分洲灘及湖岸高地還出露地表外,植被多被湖水覆蓋,植被的光合和呼吸作用都受到影響。在退水之后的一段時間內(nèi)部分植被仍具備繼續(xù)生長的能力,在次年1—2月逐漸有新的植被萌發(fā)生長并替代原有濕地植被群落。

2.2 南磯濕地NEE的日變化特征

將2015年4月—2016年10月每月同時刻的半小時通量數(shù)據(jù)進行平均,得到NEE的月平均日動態(tài)(圖2)。NEE為正值時表示生態(tài)系統(tǒng)向大氣中釋放CO2,NEE為負值時表示生態(tài)系統(tǒng)從大氣中吸收CO2。

由圖2可知,在未淹水期,南磯濕地NEE日變化大致呈“U”型變化,夜間NEE為正值,表現(xiàn)為釋放CO2,日間NEE為負值,表現(xiàn)為吸收CO2。這與對其他濕地的研究結(jié)果[10,13-14]一致。在淹水期,南磯濕地NEE日變化無明顯規(guī)律,變化幅度較未淹水期小。

圖2 2015年4月—2016年10月南磯濕地凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量(NEE)的日變化Fig.2 Diurnal variation of NEE of the wetland during the period from April,2015 to October,2016

由圖2～3可知,在未淹水期,06:30—08:00前后,南磯濕地NEE由正值(釋放)轉(zhuǎn)為負值(吸收),之后隨著輻射增加,NEE值逐漸變小,中午前后CO2吸收量達到最大。之后隨著輻射減弱,NEE值逐漸變大,CO2吸收量減少,在17:00—18:30前后,NEE由負值轉(zhuǎn)為正值,之后一直呈現(xiàn)CO2釋放狀態(tài)。日間最大CO2吸收量為18.24 μmol·m-2·s-1,夜間最大CO2釋放量為24.92 μmol·m-2·s-1。其中,2015年9月NEE日變化幅度最大,日間NEE累積量(每個月的日均NEE累加)達-185.59 μmol·m-2·s-1,日間CO2吸收量達18.24 μmol·m-2·s-1,夜間CO2釋放量達16.26 μmol·m-2·s-1。另外,2015年4、9、10月月均日間NEE累積量分別為-154.23、-185.59和-146.15 μmol·m-2·s-1,而2016年4、9、10月月均日間NEE累積量分別為5.20、80.19和52.39 μmol·m-2·s-1,2 a間相同時期的3個月之間碳交換量差別很大,可能與2016年淹水期較長、植被生長受限有關(guān)。

25%、50%和75%分別表示上四分位數(shù)、中位數(shù)和下四分位數(shù)。

由圖2～3還可知,在淹水期,南磯濕地NEE明顯低于未淹水期,日間最大CO2吸收量為2.29 μmol·m-2·s-1,夜間最大CO2釋放量為12.66 μmol·m-2·s-1。在淹水期較長時間內(nèi),NEE為正值，表現(xiàn)為該生態(tài)系統(tǒng)向大氣排放CO2,但某些月份NEE在09:00—16:00前后為負值,說明該生態(tài)系統(tǒng)處于CO2吸收狀態(tài),可能與一些挺水植物進行光合作用而致CO2吸收量大于釋放量有關(guān)。

2.3 南磯濕地NEE日變化的影響因子分析

將NEE月平均日變化與PPFD、氣溫、土壤溫度等環(huán)境因子進行相關(guān)性分析(表1～2)。在未淹水期的日間,南磯濕地NEE月平均日變化與PPFD相關(guān)性最高,與氣溫、降水、土壤含水量、土壤溫度的相關(guān)性次之;而在夜間,南磯濕地NEE月平均日變化與氣溫、土壤溫度、土壤含水量相關(guān)性較高。在淹水期日間,南磯濕地NEE月平均日變化與PPFD、土壤含水量相關(guān)性較高;而在夜間,NEE月平均日變化與土壤溫度、土壤含水量、氣溫相關(guān)性較高。

對未淹水期日間NEE月平均日變化的影響因子進行主成分分析,結(jié)果見圖4,第1和第2主成分的載荷分別為31.78%和24.57%。因此，PPFD、氣溫、土壤溫度直接影響南磯濕地NEE月平均日變化,降水和土壤含水量則對其產(chǎn)生間接影響。

表1南磯濕地日間NEE月平均日變化與其環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)
Table1PearsoncorrelationcoefficientsofmonthlymeandailyvariationofNEEandenvironmentalfactorsindaytime

時間(年-月)光量子通量密度土壤含水量1)土壤 溫度1)降水量氣溫2015-04-0 902??-0 339-0 081-0 151-0 3002015-05-0 686??-0 497??-0 186-0 573??-0 2292015-07-0 937??-0 504??-0 1510 340-0 0592015-08-0 915??0 187-0 1010 185-0 403?2015-09-0 946??-0 587??0 063-0 776??0 0912015-10-0 932??-0 119-0 0230 237-0 0462016-04-0 745??-0 294-0 391?0 051-0 456?2016-05-0 551??-0 0590 151-0 1200 1502016-06-0 138-0 4400 126-0 176-0 2462016-070 057-0 0510 032-0 074-0 0072016-080 1210 2210 1380 0510 1372016-09-0 557??-0 1900 123-0 2600 1202016-10-0 506??-0 1560 077-0 387-0 225

*和**分別表示在 0.05 水平(雙側(cè))和0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。1)20 cm深處。

表2南磯濕地夜間NEE月平均日變化與其環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)
Table2PearsoncorrelationcoefficientsofmonthlymeandailyvariationofNEEanditsenvironmentalfactorsatnight

時間(年-月)土壤含水量1)土壤溫度1)降水量氣溫2015-040 2290 020-0 3180 2262015-05-0 214-0 374-0 173-0 3982015-070 2890 3350 2840 4272015-080 307-0 519?-0 570?-0 478?2015-09-0 544??-0 3680 270-0 4552015-100 474?-0 234—-0 1562016-040 1580 1450 0630 0342016-05-0 1970 1210 2880 0162016-060 0780 307-0 245-0 1002016-070 618??0 3610 1470 2702016-08-0 019-0 340-0 098-0 3552016-09-0 119-0 284-0 321-0 2932016-100 495?-0 728??0 605??0 788??

*和**分別表示在 0.05 水平(雙側(cè))和0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)?！啊北硎緹o數(shù)據(jù)。1)20 cm深處。

PPFD—光量子通量密度；Ta—氣溫；P—降水；SWC—土壤含水量；Ts—土壤溫度。

在淹水期,濕地生態(tài)系統(tǒng)光合作用受到抑制,呼吸作用因水體的隔斷和擴散,儀器較難監(jiān)測到生態(tài)系統(tǒng)實際碳交換,NEE月平均日變化與現(xiàn)有環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系普遍較弱,特別是夜間時段。由于缺乏水環(huán)境相關(guān)指標如溶解氧含量、溶解性有機碳含量、濁度和葉綠素含量等數(shù)據(jù),無法進一步分析該時期NEE的主要影響因素。

3 討論與結(jié)論

鄱陽湖的水位波動是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)碳交換的關(guān)鍵因素。鄱陽湖巨大的水位變化導(dǎo)致南磯濕地生態(tài)系統(tǒng)與其他濕地生態(tài)系統(tǒng)有很大差別,在探討其碳通量變化時需先考慮水位變化。水位變化影響生態(tài)系統(tǒng)的植被生長、發(fā)育與繁殖以及分布,進而直接或間接地改變濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳通量。低水位時,植被生長旺盛,植物通過光合作用固定大量CO2,南磯濕地NEE日變化特征與其他濕地相似。而高水位時,植被均被淹沒,生長停止,僅有少量挺水植物和浮游植物生長,光合作用與呼吸作用受限制,所以在高水位時該濕地的NEE變化無明顯規(guī)律。

在未淹水期南磯濕地NEE與其他濕地生態(tài)系統(tǒng)相類似。在2015—2016年的未淹水期,鄱陽湖南磯濕地NEE月平均日變化呈“U”型分布。日間最大CO2吸收量為18.24 μmol·m-2·s-1,夜間最大CO2釋放量為24.92 μmol·m-2·s-1。在日間,該濕地NEE變化主要受PPFD、氣溫、土壤溫度的影響;在夜間,其主要受氣溫、土壤溫度、土壤含水量的影響。

在淹水期南磯濕地NEE可能受到其他因素影響。在淹水期鄱陽湖南磯濕地日間最大CO2吸收量為2.29 μmol·m-2·s-1,夜間最大CO2釋放量為12.66 μmol·m-2·s-1,月平均日變化無明顯規(guī)律,NEE與PPFD、氣溫、土壤溫度等因子有關(guān),但數(shù)值上相關(guān)關(guān)系較弱。因此，開展后續(xù)該區(qū)域NEE研究應(yīng)增加對水體環(huán)境因子,如溶解氧含量、溶解性有機碳含量、濁度和葉綠素含量等的監(jiān)測內(nèi)容。

[1] IPCC.Climate Change 2013:The Physical Science Basis：Contribution of Working Group 1 to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[R].Cambridge:Cambridge University Press,2013:143-151.

[2] CAO M K,GREGSONA K,MARSHALLA S.Global Methane Emission From Wetlands and Its Sensitivity to Climate Change[J].Atmospheric Environment,1998,32(19):3293-3299.

[3] 馬安娜,陸健健.濕地生態(tài)系統(tǒng)碳通量研究進展[J].濕地科學(xué),2008,6(2):116-123.[MA An-na,LU Jian-jian.The Progress of Research on Carbon Flux in Wetland Ecosystems[J].Wetland Science,2008,6(2):116-123.]

[4] BALDOCCHI D,VALENTINI R,RUNNING S,etal.Strategies for Measuring and Modeling Carbon Dioxide and Water Vapor Fluxes Over Terrestrial Ecosystems[J].Global Change Biology,1996(2):159-168.

[5] 宋濤.三江平原生態(tài)系統(tǒng)CO2通量的長期觀測研究[D].南京:南京信息工程大學(xué),2007.[SONG Tao.Long Term Carbon Dioxide Flux Measurements in Sanjiang Plain,Northeastern China[D].Nanjing:Nanjing University of Information Science amp; Techology,2007.]

[6] 何奇瑾.盤錦蘆葦濕地碳通量特征與模擬研究[D].北京:中國氣象科學(xué)研究院,2007.[HE Qi-jin.Characteristics of Net Ecosystem CO2Exchange Over Panjin Reed Wetland and Its Simulation[D].Beijing:China Academy of Meteorological Sciences,2007.]

[7] 李英年,趙亮,趙新全,等.高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機物質(zhì)補給及地-氣CO2交換特征[J].冰川凍土,2007,29(6):940-946.[LI Ying-nian,ZHAO Liang,ZHAO Xin-quan,etal.The Features of Soil Organic Matters Supplement and CO2Exchange Between Ground and Atmosphere in Alpine Wetland Ecosystem[J].Journal of Glaciology and Geocryology,2007,29(6):940-946.]

[8] 張法偉,劉安花,李英年,等.青藏高原高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)CO2通量[J].生態(tài)學(xué)報,2008,28(2):453-462.[ZHANG Fa-wei,LIU An-hua,LI Ying-nian,etal.CO2Flux in Alpine Wetland Ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau[J].Acta Ecologica Sinica,2008,28(2):453-462.]

[9] ZHOU L,ZHOU G S,JIA Q Y.Annual Cycle of CO2Exchange Over a Reed (Phragmitesaustralis) Wetland in Northeast China[J].Aquatic Botany,2009,91(2):91-98.

[10] 王記明,陳克龍,曹生奎,等.青海湖高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)夏季CO2通量日變化及其影響因子研究[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報,2014,30(3):317-323.[WANG Ji-ming,CHEN Ke-long,CAO Sheng-kui,etal.Diurnal Variation of CO2Flux From Qinghai Lake Alpine Wetland Ecosystems in Summer and Its Affecting Factors[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2014,30(3):317-323.]

[11] 李玉,康曉明,郝彥賓,等.黃河三角洲蘆葦濕地生態(tài)系統(tǒng)碳、水熱通量特征[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34(15):4400-4411.[LI Yu,KANG Xiao-ming,HAO Yan-bin,etal.Carbon,Water and Heat Fluxes of a Reed (Phragmitesaustralis) Wetland in the Yellow River Delta,China[J].Acta Ecologica Sinica,2014,34(15):4400-4411.]

[12] HAN G X,YANG L Q,YU J B,etal.Environmental Controls on Net Ecosystem CO2,Exchange Over a Reed (Phragmitesaustralis) Wetland in the Yellow River Delta,China[J].Estuaries and Coasts,2013,36(2):401-413.

[13] 楊利瓊,韓廣軒,于君寶,等.黃河三角洲蘆葦濕地生長季凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換及其環(huán)境調(diào)控機制[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2013,24(9):2415-2422.[YANG Li-qiong,HAN Guang-xuan,YU Jun-bao,etal.Net Ecosystem CO2Exchange and Its Environmental Regulation Mechanisms in a Reed Wetland in the Yellow River Delta of China During the Growth Season[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2013,24(9):2415-2422.]

[14] 王江濤,仲啟鋮,歐強,等.崇明東灘濱海圍墾濕地生長季CO2通量特征[J].長江流域資源與環(huán)境,2015,24(3):416-425.[WANG Jiang-tao,ZHONG Qi-cheng,OU Qiang,etal.Characteristic of CO2Flux in the Coastal Reclaimed Wetland of Chongming Dongtan During the Growing Season[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2015,24(3):416-425.]

[15] 葛振鳴,周曉,王開運,等.長江河口典型濕地碳庫動態(tài)研究方法[J].生態(tài)學(xué)報,2010,30(4):1097-1108.[GE Zhen-ming,ZHOU Xiao,WANG Kai-yun,etal.Research Methodology on Carbon Pool Dynamics in the Typical Wetland of Yangtze River Estuary[J].Acta Ecologica Sinica,2010,30(4):1097-1108.]

[16] 馬安娜,陸健健.長江口崇西濕地生態(tài)系統(tǒng)的二氧化碳交換及潮汐影響[J].環(huán)境科學(xué)研究,2011,24(7):716-721.[MA An-na,LU Jian-jian.Net Ecosystem Exchange of Carbon and Tidal Effect in Chongxi Wetland,Yangtze Estuary[J].Research of Environmental Sciences,2011,24(7):716-721.]

[17] 胡啟武,幸瑞新,朱麗麗,等.鄱陽湖苔草濕地非淹水期CO2釋放特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2011,22(6):1431-1436.[HU Qi-wu,XING Rui-xin,ZHU Li-li,etal.Characteristics of CO2Emission FromCarex-Dominated Wetland in Poyang Lake in Non-Flooded Period[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2011,22(6):1431-1436.]

[18] 胡啟武,朱麗麗,幸瑞新,等.鄱陽湖苔草濕地甲烷釋放特征[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(17):4851-4857.[HU Qi-wu,ZHU Li-li,XING Rui-xin,etal.Methane Emission From aCarex-Dominated Wetland in Poyang Lake[J].Acta Ecologica Sinica,2011,31(17):4851-4857.]

[19] 王佳佳,弓曉峰,李志龍,等.不同季節(jié)鄱陽湖濕地的甲烷排放通量[J].南昌大學(xué)學(xué)報(理科版),2015,39(3):286-295.[WANG Jia-jia,GONG Xiao-feng,LI Zhi-long,etal.Selenium Deposition Regularity With Different Forms of Selenium in Rat Tissues[J].Journal of Nanchang University(Natural Science),2015,39(3):286-295.]

[20] 王曉鴻.鄱陽湖濕地生態(tài)系統(tǒng)評估[M].北京:科學(xué)出版社,2004:20-60.[WANG Xiao-hong.Wetland Ecosystem Assessment of Poyang Lake[M].Beijing:Science Press,2004:20-60.]

[21] 張全軍,于秀波,錢建鑫,等.鄱陽湖南磯濕地優(yōu)勢植物群落及土壤有機質(zhì)和營養(yǎng)元素分布特征[J].生態(tài)學(xué)報,2012,32(12):3656-3669.[ZHANG Quan-jun,YU Xiu-bo,QIAN Jian-xin,etal.Distribution Characteristics of Plant Communities and Soil Organic Matter and Main Nutrients in the Poyang Lake Nanji Wetland[J].Acta Ecologica Sinica,2012,32(12):3656-3669.]

[22] LLOYD J,TAYLOR J A.On the Temperature Dependence of Soil Respiration[J].Functional Ecology,1994,8(3):315-323.

王莉莉(1991—),女,河南周口人,碩士生,主要研究方向為濕地生態(tài)與通量監(jiān)測。E-mail：wang243488@163.com

(責(zé)任編輯：李祥敏)

DiurnalVariationofNetEcosystemCO2ExchangeofNanjiWetlandEcosysteminPoyangLake.

WANG Li-li,YANG Tao,GAO Chen,GAO Dan,LU Cheng-fang,WANG Ye-qiao

(Key Laboratory of Poyang Lake Wetland and Watershed Research,Ministry of Education/ School of Geography and Environment,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China)

With the aid of the eddy covariance technique,monitoring was carried out of net ecosystem CO2exchange (NEE) of the Nanji Wetland National Nature Reserve,sitting in the south of Poyang Lake,for analysis of diurnal variation of NEE and its affecting factors,during non-flooding and flooding periods of April,2015-October,2016. Results show that during the non-flooding period,diurnal variation of NEE exhibited a typical "U" shaped curve. In the day,CO2uptake peaked up to 18.24 μmol·m-2·s-1,while at the night CO2release did up to 24.92 μmol·m-2·s-1. During the flooding period,the vegetation in the area was submerged by water,except for the parts in shoals and high lands around the lake. Diurnal variation of NEE in this period didn′t have any distinct characteristics,and was much narrower in amplitude than that in the non-flooding period. In daytime,CO2uptake peaked up to 2.29 μmol·m-2·s-1while at night CO2release did up to 12.66 μmol·m-2·s-1. Correlation analysis and principal component analysis show that during the non-flooding period,monthly mean daily NEE variation in daytime was the most closely related to photosynthetic photon quanta flux density,and then to air temperature,precipitation,soil moisture content and soil temperature,whereas at night,it was closely related to air temperature,soil temperature and soil moisture content. During the flooding period,monthly mean daily NEE variation in daytime was related to photosynthetic photon quanta flux density and soil moisture content,whereas at night,it was related to soil temperature,soil moisture content and air temperature.

net ecosystem CO2exchange; eddy covariance; Nanji Wetland; Poyang Lake

2017-03-03

國家自然科學(xué)基金(41471298); 江西省自然科學(xué)基金(20133ACB20011); 鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室開放基金(PK2016001); 江西省研究生創(chuàng)新專項(YC2016-S127); 江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(GJJ150335)

① 通信作者E-mail：youngspigger@163.com

② 共同通信作者E-mail：ywang0559@126.com

Q948.1

A

1673-4831(2017)11-1007-06

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.11.007