劉春穎， 丁喜菊， 謝麗君， 胡靜文， 栗冰涵， 楊桂朋

(中國(guó)海洋大學(xué)海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 化學(xué)化工學(xué)院, 山東 青島 266100)

世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)將陸地生態(tài)系統(tǒng)劃分為濕地生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)[1]。濕地生態(tài)系統(tǒng)位于巖石圈、生物圈、大氣圈和水圈相互交匯的過(guò)渡地區(qū)，獨(dú)特的自然環(huán)境中進(jìn)行著十分活躍的能量交換和物質(zhì)遷移過(guò)程[2]。全世界濕地約有530～1 280萬(wàn)km2，小于地球總面積的9%[3]，但濕地生態(tài)系統(tǒng)在保護(hù)生物多樣性、治理環(huán)境污染和穩(wěn)定全球氣候等方面發(fā)揮著重要的作用，并提供了顯著的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[1]，因而世界各國(guó)的研究者相繼開展了一系列有關(guān)濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究。

在全球氣候變化研究中，廣受人們關(guān)注的活性氣體包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、二甲基硫(DMS)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)等[4]，據(jù)1951—2012年的觀測(cè)，CO2、CH4、N2O等溫室氣體使地面和大氣對(duì)流層變暖，導(dǎo)致全球溫度上升了約0.72 ℃[5]。這類活性氣體不僅是研究濕地生態(tài)系統(tǒng)中各元素循環(huán)和物質(zhì)遷移的關(guān)鍵，而且對(duì)研究大氣環(huán)境和全球氣候變化具有重要意義。目前，對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)活性氣體的研究主要集中于CO2、CH4、N2O和DMS這四種氣體[5]。本文從它們?cè)跐竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的交換通量、時(shí)空變化特征和影響因素等方面對(duì)CO2、CH4、N2O和DMS進(jìn)行了綜述，為以后進(jìn)一步研究濕地生態(tài)系統(tǒng)中的活性氣體交換通量及氣候效應(yīng)提供參考資料和依據(jù)。

1 濕地生態(tài)系統(tǒng)活性氣體交換通量的測(cè)量及計(jì)算方法

1.1 測(cè)量方法

濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體交換通量的測(cè)定方法主要包括靜態(tài)箱法和渦動(dòng)相關(guān)法。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外最常用的測(cè)量方法為靜態(tài)箱和氣相色譜儀聯(lián)用的方法，該方法是在濕地土壤上方罩一固定面積的靜態(tài)箱，過(guò)一段時(shí)間后抽取氣體，通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行分析，計(jì)算箱內(nèi)活性氣體濃度的變化速率，得出活性氣體的交換通量[6]。這種方法的可行性較高，并且具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，然而由于箱體覆蓋面積小，抽取氣體的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，因而會(huì)造成一定誤差。

渦動(dòng)相關(guān)法是一種微氣象學(xué)法，該方法通過(guò)測(cè)定大氣中活性氣體濃度脈動(dòng)和垂直風(fēng)速脈動(dòng)來(lái)直接計(jì)算氣體的交換通量[7]，并能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)。用到的儀器包括氣體分析儀、三維聲波風(fēng)速儀、渦旋真空泵、數(shù)據(jù)記錄器和采樣管等，在測(cè)量生態(tài)系統(tǒng)的呼吸時(shí)還需要搭建觀測(cè)塔和微氣象觀測(cè)站，具有靈敏度低和儀器費(fèi)用昂貴等缺點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外開展了許多利用靜態(tài)箱法和渦動(dòng)相關(guān)法共同測(cè)量活性氣體交換通量的研究[8-10]，對(duì)兩種測(cè)量方法的差異進(jìn)行了比較。其中，渦動(dòng)相關(guān)法在日間測(cè)量結(jié)果與靜態(tài)箱法相差較小，但由于夜間的大氣湍流較弱，渦動(dòng)相關(guān)法在夜間的測(cè)量結(jié)果低于靜態(tài)箱法，因此靜態(tài)箱法在一定程度上彌補(bǔ)了渦動(dòng)相關(guān)法在夜間觀測(cè)的不足之處[8]。

1.2 計(jì)算方法

1.2.1 線性模型法 線性模型法首先觀測(cè)各類氣體的濃度，然后按下列公式計(jì)算活性氣體的通量[6-7, 11-12]：

式中：F—活性氣體交換通量；M—活性氣體摩爾質(zhì)量；P—靜態(tài)箱壓力；T—靜態(tài)箱溫度；V0—活性氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體摩爾體積；P0—理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力；T0—理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度；dc/dt—活性氣體濃度隨時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；H—靜態(tài)箱高度。

線性模型法是計(jì)算交換通量常用的方法，適用范圍較廣，但Livingston[13]指出，即使氣體濃度隨時(shí)間的變化曲線具有良好的線性關(guān)系，在計(jì)算交換通量時(shí)也可能出現(xiàn)誤差。

1.2.2 非線性模型法 除線性模型法外，還可利用非線性模型法來(lái)計(jì)算濕地氣體交換通量[14-15]，按下列公式進(jìn)行計(jì)算[14]：

式中：F—活性氣體交換通量；H—靜態(tài)箱高度；t—靜態(tài)箱放置總時(shí)長(zhǎng)；C0—t=0時(shí)靜態(tài)箱內(nèi)氣體濃度；Ct—t時(shí)靜態(tài)箱內(nèi)氣體濃度；Ct/2—t=t/2時(shí)靜態(tài)箱內(nèi)氣體濃度。

非線性模型法可以提高氣體交換通量在特定土壤和測(cè)量條件下的絕對(duì)精度，并將靜態(tài)箱內(nèi)部效應(yīng)考慮在內(nèi)，但同樣會(huì)在計(jì)算時(shí)產(chǎn)生誤差[15]。

2 濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體的交換通量

2.1 不同類型濕地CO2的交換通量

濕地土壤中CO2年交換通量約(-250±14.67)Pg[16]，為海洋CO2交換通量(-8.07 Pg)[17]的31倍，因此濕地生態(tài)系統(tǒng)被廣泛認(rèn)為是大氣CO2的重要碳匯。然而，受環(huán)境因素和優(yōu)勢(shì)植被種類的影響，不同類型濕地的CO2交換通量有所差異，諸多研究表明沿海濕地為明顯的CO2凈匯，而內(nèi)陸濕地則為較小的CO2匯或幾乎達(dá)到源匯平衡[18]。據(jù)Lu等[19]統(tǒng)計(jì)，在無(wú)人類干擾條件下，沿海濕地的CO2交換通量在-397.57～-8.77 mg·m-2·h-1之間，內(nèi)陸濕地CO2交換通量在-130.14～ 44.41 mg·m-2·h-1之間(見(jiàn)表1)。

續(xù)表

濕地類型Wetland types典型植被Typical vegetation測(cè)量時(shí)間Measuring time平均交換通量Average fluxes/mg·m-2·h-1參考文獻(xiàn)References若爾蓋高原高寒濕地,中國(guó)Ruoergai plateau alpine wetland,China藏嵩草(Ktibetica)帕米爾苔草(Carex pamirensis)2003-10～2006-1244.41[24]丹麥斯基恩草地Skjern meadows, Denmark燈心草(Juncus effuses)虉草(Phalaris arundinacea)2009-04～2011-09-59.44[25]澳大利亞福格壩濕地Fogg Dam wetland, Australia蘆葦(Phragmites)莎草(Cyperus) 2006-12～2007-04-130.14[26]

注：通量為正表示釋放，通量為負(fù)表示吸收，下同。Flux of CO2is positive for release and negative for absorption，the same below.

2.2 不同類型濕地CH4的交換通量

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，濕地生態(tài)系統(tǒng)排放的CH4占全球天然CH4總排放量的62%，年釋放量約153～277 Tg[27]，是大氣CH4的主要自然源。由于氣候、環(huán)境和測(cè)量方法的差異，不同類型濕地的CH4交換通量也有所差異(見(jiàn)表2)，其中，泥炭濕地的碳儲(chǔ)量為世界總碳儲(chǔ)量的33%[28]，CH4平均交換通量在0.45～5.8 mg·m-2·h-1之間，占天然濕地總排放量的50%～60%[29-32]。濱海濕地位于陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)的交匯地帶，CH4平均交換通量在0.02～32.5 mg·m-2·h-1之間，占海洋生態(tài)系統(tǒng)總釋放量的75%[33-38]。

表2 不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)CH4交換通量Table 2 CH4 exchange fluxes in different types of wetland ecosystems

續(xù)表

濕地類型Wetland types典型植被Typical vegetation測(cè)量時(shí)間Measuring time平均交換通量Average fluxes/mg·m-2·h-1參考文獻(xiàn)References日本中尾湖海岸瀉湖Coastal lagoon, Lake Nakaumi, Japan蘆葦(Phragmites)2003-08-19～2232.5[36]印度東海岸Eastern coast of India紅樹林(Mangroves)2005-09-11～12 0.090～3.230[37]澳大利亞混士蘭紅樹林濕地Mangrove wetland in Queensland, Australia紅樹林(Mangroves)1998-07～081999-09～100.020～0.350[38]

2.3 不同類型濕地N2O的交換通量

濕地生態(tài)系統(tǒng)作為N2O的源、匯和轉(zhuǎn)換器，能夠保留并過(guò)濾大量的N2O，因而具有保護(hù)水質(zhì)和大氣層等重要功能。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)濕地N2O交換通量的研究多集中于河口地區(qū)和潮間帶等濱海濕地(見(jiàn)表3)。濱海濕地中N2O平均交換通量在-0.03～0.049 mg·m-2·h-1之間[35-42]，占海洋總交換量的50%以上[43]。

表3 不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)N2O交換通量Table 3 N2O exchange fluxes in different types of wetland ecosystems

2.4 不同類型濕地DMS的交換通量

DMS作為一種“負(fù)溫室氣體”，可以減緩全球變暖的趨勢(shì)。我國(guó)對(duì)濕地DMS交換通量的研究主要集中于黃、東海附近的鹽沼濕地和潮灘濕地[44-46]，平均交換通量一般小于黃、東海的DMS海-氣交換通量(0.035 mg·m-2·h-1)[47]。國(guó)外對(duì)濕地DMS的研究也主要集中于河口三角洲等沿海地區(qū)，通量范圍在3.3×10-4～0.58 mg·m-2·h-1之間[48-50](見(jiàn)表4)。不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)DMS釋放通量有較大差異，其中互花米草覆蓋的濕地具有很高的通量。

表4 不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)DMS交換通量Table 4 DMS exchange fluxes in different types of wetland ecosystems

3 濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體交換通量的變化特征

眾多研究表明，濕地活性氣體的交換通量具有強(qiáng)烈的時(shí)空變化特點(diǎn)，不僅表現(xiàn)為明顯的日變化和季節(jié)變化[51-52]，而且在空間上也表現(xiàn)出很大的差異[53-54]。

Mcnicol等[35]對(duì)美國(guó)加利福尼亞Sacramento三角洲的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，CO2交換通量從春季到冬季逐漸升高，CH4和N2O的排放通量則分別在夏、秋季達(dá)到峰值。李永福等[31]在神農(nóng)架大九湖泥炭濕地發(fā)現(xiàn)，CO2交換通量的日變化為-256.61～449.86 mg·m-2·h-1，月變化為從2017年3～7月逐漸下降至最低，后在2018年1月達(dá)到最高。Chu等[20]對(duì)美國(guó)伊利湖沿岸沼澤和附近農(nóng)田濕地的研究均表明，CH4交換通量具有明顯的季節(jié)變化特征，在夏季達(dá)到峰值，在冬季出現(xiàn)最小值，并與溫度密切相關(guān)。李新華等[44]測(cè)定了黃河三角洲潮灘濕地的DMS，結(jié)果顯示DMS的交換通量在植物生長(zhǎng)季達(dá)到最大值。牛翠云等[55]在白洋淀濕地研究發(fā)現(xiàn)，N2O交換通量在3～4月份上升后在5月份下降，之后在8月份達(dá)到峰值0.14 mg·m-2·h-1，隨后在9～11月份迅速下降。

Morse等[56]對(duì)美國(guó)北卡羅來(lái)納州海岸的研究表明，恢復(fù)濕地的溫室氣體通量明顯低于農(nóng)田濕地和未經(jīng)開采的森林濕地。Czóbe等[57]在Pannonia盆地的研究顯示，水甜茅濕地中CH4和N2O 的交換通量均高于同一地區(qū)的楊樹林濕地。Bubier等[53]對(duì)美國(guó)Sallies Fen泥炭濕地和Hemes等[58]對(duì)薩克拉門托-圣華金三角洲的研究發(fā)現(xiàn)，即使在濕地氣候、水文和植物群落幾乎相同的情況下，CO2和CH4的交換通量在空間尺度上仍存在差異。Swan等[59]在澳大利亞Cudgen湖附近的酸性硫酸鹽土壤中發(fā)現(xiàn)，DMS的垂直濃度從0.6 m深的土壤到表層呈指數(shù)增長(zhǎng)，表層交換通量為1.51×10-3mg·m-2·h-1，低于其他鹽沼濕地和酸性泥炭沼澤。李新華等[44]對(duì)黃河三角洲潮灘濕地的研究表明，高、中、低潮灘DMS交換通量的平均值分別為3.3×10-4、9.5×10-4和2.18×10-3mg·m-2·h-1，明顯低于美國(guó)密西西比河三角洲鹽沼的0.057 mg·m-2·h-1[49]。

綜上所述，濕地生態(tài)系統(tǒng)CO2交換通量一般在冬季達(dá)到最大值，CH4、N2O交換通量在夏、秋季出現(xiàn)峰值，而DMS交換通量最大值的出現(xiàn)時(shí)間與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)。此外，這4種活性氣體的交換通量均會(huì)受到濕地、鹽沼所處位置及土壤深度的綜合影響，因而具有強(qiáng)烈的時(shí)空變化特點(diǎn)。

4 影響濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體交換通量的因素

濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體交換通量受到各種因子的交互影響，包括濕地植被、濕地水位、土壤理化性質(zhì)、微生物作用和溫度、光照、風(fēng)速等環(huán)境要素。

4.1 濕地植被對(duì)活性氣體交換通量的影響

濕地植物的類型和生物量、高等植物地上部分及其沉積物都是影響濕地活性氣體釋放的主要因素。Krauss等[40]在美國(guó)路易斯安那三角洲的研究發(fā)現(xiàn)，狐米草濕地中的CO2、CH4和N2O交換通量均高于慈姑濕地和蓉草濕地。宋魯萍等[60]研究黃河三角洲濱海鹽沼地的結(jié)果表明，裸地為CH4的源，而檉柳、堿蓬和蘆葦群落均為CH4的匯。J?rgensen等[61]研究丹麥濕地的結(jié)果顯示，虉草在該濕地向大氣排放N2O的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，并指出植物地上部分對(duì)濕地N2O交換通量具有重要意義。互花米草是一種生物量相對(duì)較高的植物，能夠在土壤中固定更多的可利用性基質(zhì)，改善產(chǎn)生活性氣體時(shí)所需的底物，從而增加活性氣體的交換通量。Cheng等[62]在中國(guó)東部濱海濕地進(jìn)行的對(duì)比研究表明，互花米草濕地的N2O交換通量為0.002 2～0.018 mg·m-2·h-1，高于蘆葦濕地的0.001 7～0.015 mg ·m-2·h-1。顏文[45]與周長(zhǎng)芳[46]對(duì)海岸帶鹽沼的研究均表明DMS氣體在互花米草灘涂具有最高交換通量。

4.2 濕地水位對(duì)活性氣體交換通量的影響

濕地水位對(duì)活性氣體交換通量的影響主要表現(xiàn)為兩點(diǎn)：一是土壤中的水分影響著植物的生長(zhǎng)過(guò)程，而植物可以控制活性氣體向大氣的排放；二是水分淹沒(méi)著產(chǎn)生活性氣體所必須的各種沉積物。對(duì)于不同的活性氣體，濕地水位的影響也不同，水位升高造成的厭氧環(huán)境會(huì)使CO2的交換通量下降[18, 63]，CH4的交換通量升高[64-65]，而N2O和DMS的交換通量與濕地水位的相關(guān)性并不明顯[36, 66-67]。

Huertas等[18]對(duì)地中海沿岸Doana濕地的研究發(fā)現(xiàn)，CO2平均釋放量在嚴(yán)重潮濕的月份為9.68 mg·m-2·h-1，明顯低于干燥月份的(47.37±34.83)mg·m-2·h-1。呂海波等[63]對(duì)黃河蒲草濕地的研究同樣表明，水位上升會(huì)導(dǎo)致濕地CO2交換通量的下降。Dai等[64]觀測(cè)了美國(guó)南卡羅來(lái)納州濕地，指出CH4交換通量與年降水量顯著相關(guān)，豐水年2003年比其他年份CH4交換通量高出80%。Gatland等[65]研究表明，在洪水期間，從洪泛區(qū)排放到大氣中的CH4是洪水過(guò)后的170倍。解成杰等[66]對(duì)納帕海濕地的研究認(rèn)為，淹水土壤的N2O釋放速率低于非淹水土壤，高水位會(huì)抑制濕地中N2O的排放量。然而，Hirota[36]的研究和Hawkins[67]的模擬實(shí)驗(yàn)均表明水位升高會(huì)增加N2O的交換通量。J?rgensen等[68]對(duì)丹麥河口的研究顯示，DMS的交換通量會(huì)因潮汐作用在晚上達(dá)到峰值，顏文等[45]測(cè)定了蘇北海岸帶鹽沼的DMS，發(fā)現(xiàn)平潮時(shí)期的DMS交換通量大于漲、落潮時(shí)期。

4.3 土壤理化性質(zhì)對(duì)活性氣體交換通量的影響

首先，土壤鹽度的增加會(huì)提高濕地土壤有機(jī)質(zhì)的碳礦化水平，即鹽度水平可以在短期內(nèi)改變濕地CO2交換通量。Helton[69]的對(duì)比實(shí)驗(yàn)和Neubauer[70]的模擬實(shí)驗(yàn)均表明土壤鹽度升高會(huì)抑制濕地CO2的釋放，而王江濤等[71]的研究卻指出濕地土壤的高鹽度會(huì)增加凈生態(tài)系統(tǒng) CO2交換。Purdy[72]研究英國(guó) Clone河口濕地發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)礦化產(chǎn)生的電子僅有2%可用于生成CH4。

其次，濕地土壤pH會(huì)影響產(chǎn)甲烷菌的活性，進(jìn)而影響CH4的交換通量。研究表明，有68種產(chǎn)甲烷菌可以忍受的最低土壤pH為5.6[73]，最適宜的pH范圍為6.80～7.20，并且在該范圍內(nèi)CH4的生成率隨pH的升高而增加[74]。袁曉敏等[33]對(duì)遼河口翅堿蓬濕地的研究發(fā)現(xiàn)，pH在6.94～7.90時(shí)，產(chǎn)甲烷菌的活性處于最佳水平。

此外，土壤中的氮化物和硫化物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也是影響濕地活性氣體交換通量的重要因素。研究表明，濕地CO2和N2O的交換通量與土壤碳氮比(C/N)有關(guān)，CO2濃度升高會(huì)促進(jìn)土壤中微生物的反硝化作用，氮肥的輸入會(huì)加強(qiáng)植物對(duì)CO2的吸收[75-76]，濕地中的C、N含量整體上成正相關(guān)關(guān)系。此外，硫化氫可作為自養(yǎng)反硝化過(guò)程中的電子供體，增加濕地中N2O的排放量[77]。饒清華等[78]對(duì)閩江河口潮灘濕地的研究發(fā)現(xiàn)，增加濕地中氮、硫的輸入，會(huì)從總體上促進(jìn)N2O的排放。

4.4 微生物作用對(duì)活性氣體交換通量的影響

4.4.1 甲烷菌和甲烷氧化菌 濕地生態(tài)系統(tǒng)中影響CH4交換通量的微生物主要是產(chǎn)甲烷菌和甲烷氧化菌，前者的活動(dòng)會(huì)生成CH4，而后者能通過(guò)氧化CH4來(lái)有效地減少CH4向大氣的排放。陳穎等[79]對(duì)桂林會(huì)仙巖溶濕地的研究發(fā)現(xiàn)，乙酸型產(chǎn)甲烷途徑的速率為(1.02±0.45) nmol·g-1·d-1，高于氫型產(chǎn)甲烷途徑的速率(0.65±0.16) nmol·g-1·d-1。Zhang等[80]對(duì)若爾蓋高寒濕地中甲烷氧化菌的最新研究表明，反硝化型甲烷厭氧氧化菌的氧化速率可達(dá)(10.97±1.42) nmol·g-1·d-1。

4.4.2 硝化-反硝化作用 Byres[87]研究認(rèn)為土壤的硝化-反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的N2O可占濕地N2O總量的90%，但對(duì)于不同類型的濕地，N2O的主要來(lái)源不盡相同。Law[88]對(duì)英國(guó)Tamar河口潮間帶的研究發(fā)現(xiàn)，反硝化過(guò)程對(duì)N2O的排放量起決定性作用。然而，楊曲等[89]在扎龍鹽堿濕地的研究表明，鹽堿地的N2O交換通量主要受硝化作用的影響。

4.5 環(huán)境要素對(duì)活性氣體交換通量的影響

溫室氣體CO2、CH4、N2O和負(fù)溫室氣體DMS在影響全球氣候變化的同時(shí)，其源匯過(guò)程也會(huì)受到各類環(huán)境要素的影響，如溫度、光照、風(fēng)速和熱對(duì)流等。諸多研究表明，在一定范圍內(nèi)，CO2、CH4和N2O的交換通量隨濕地溫度的升高而增加[2, 84-85]。溫度主要通過(guò)影響土壤中的微生物作用來(lái)影響濕地活性氣體的釋放。生成CH4的產(chǎn)甲烷菌對(duì)溫度較為敏感，在20～40 ℃時(shí)活性較高[86]，而甲烷氧化菌對(duì)溫度的敏感度則相對(duì)較低。Carrera等[87]研究表明，在25～35 ℃時(shí)土壤中的硝化作用最強(qiáng)烈，溫度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)抑制硝化作用的進(jìn)行，而反硝化作用的溫度較為廣泛，在-2～70 ℃之間均可進(jìn)行。光照通過(guò)影響植物光合作用，進(jìn)而影響濕地土壤對(duì)CH4的吸收能力。孫善彬等[88]研究發(fā)現(xiàn)，光照條件下土壤-植物系統(tǒng)對(duì)CH4的吸收明顯高于黑暗條件。此外，Poindexter等[89]研究了風(fēng)和熱對(duì)流對(duì)濕地溫室氣體的影響，在植被覆蓋條件下，熱對(duì)流對(duì)氣體排放通量的影響要高于風(fēng)速的影響。

5 結(jié)論與展望

由于濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體對(duì)全球氣候變化和大氣環(huán)境有重要影響，因此受到越來(lái)越多的關(guān)注，成為人們研究濕地生態(tài)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。但目前對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)活性氣體的研究不夠系統(tǒng)和深入，許多重要的研究手段和科學(xué)問(wèn)題尚待解決。

(1)濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體交換通量的測(cè)量方法主要為靜態(tài)箱法和渦動(dòng)相關(guān)法，在采集和分析時(shí)具有測(cè)量誤差大或靈敏度低等缺點(diǎn)，應(yīng)逐步完善活性氣體交換通量的測(cè)量方法，才能精確地評(píng)估濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣活性氣體源匯的貢獻(xiàn)。

(2)以往的研究只針對(duì)某一特定區(qū)域的濕地進(jìn)行觀測(cè)，未能系統(tǒng)開展不同類型濕地的同步觀測(cè)及對(duì)比研究；研究的氣體也主要集中于CO2、CH4和N2O，對(duì)其他活性氣體的研究較少。只有開展更廣泛的活性氣體交換通量的分布及規(guī)律研究，才能估算不同濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣活性氣體源匯的貢獻(xiàn)，評(píng)估它們對(duì)全球氣候變化的影響。

(3)作為一個(gè)連接陸地和水體，能量交換和物質(zhì)遷移十分活躍的特殊地帶，濕地生態(tài)系統(tǒng)中活性氣體產(chǎn)生釋放和遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程非常復(fù)雜，碳氮硫的交互影響及機(jī)理有待進(jìn)一步深入研究。在氣候變化和環(huán)境脅迫加劇的背景下，摸清活性氣體吸收或釋放過(guò)程中碳氮硫的耦合作用機(jī)制，才能評(píng)估濕地生態(tài)系統(tǒng)活性氣體交換通量的變化趨勢(shì)。

(4)人類對(duì)濕地土壤的大肆開墾和利用改變了其中的植被、水文等環(huán)境因子，但目前針對(duì)人類活動(dòng)如何影響濕地活性氣體的研究較少。可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)室模擬，進(jìn)一步研究不同人類活動(dòng)影響下濕地生態(tài)系統(tǒng)活性氣體交換通量的變化趨勢(shì)。