溫室氣體|了解潮汐淹水對生態系統CO和CH4通量的影響（便攜式溫室氣體分析儀）

　　研究區域：

　　研究區位于黃河三角洲濱海濕地生態試驗站的潮間帶觀測場（17°16′56″N, 118°57′51″E）。

　　試驗設計：

　　作者在野外試驗中設計了4種試驗處理：（1）對照（不加水），（）低水位（1- cm，僅淹沒植物小部分莖，LWL），（1）中水位（5-11 cm，淹沒植物的一半，MWL）和（4）高水位（11-4 cm，*淹沒植物，HWL）。每種處理包括1個重復。因此，在試驗期間，MWL和HWL處理的水位會隨著植物的生長而變化。而且，每個試驗共進行了5輪測量，具體測量輪分為：漲潮前、漲潮期、潮汐淹水-1 h、潮汐淹水- h和落潮后-h。此外，我們通過人工向室內添加水或從室內排出水來模擬了整個潮汐淹水過程。

　　通量測量：

　　在018年整個生長季節使用一個靜態圓柱形透明室連接ABB LGR便攜式溫室氣體分析儀（UGGA，LGR）每兩周連續自動測量CH4和CO濃度。

　　結果：

　　漲潮期顯著抑制了CO的吸收（(LWL: 1.49±0.1 μmol m- s-1; MWL: 1.10±0.15 μmol m- s-1; HWL: 0.54±0.08 μmol m- s-1）。同時，漲潮期也促進了MWL和HWL處理的CH4排放（MWL: 0.97±0.16 nmol m- s-1; HWL: 0.91±0.4 nmol m- s-1）。落潮后的CH4排放量高于漲潮前的CH4排放量，且在LWL和MWL處理中這種差異顯著（LWL: 0.56±0.1 vs 0.18±0.09 nmol m- s-1; MWL: 0.79±0.11 vs 0.40±0.09 nmol m- s-1）。此外，潮汐淹沒期間，HWL處理的生態系統CO交換幾乎被*抑制。

　　圖 1. 5個不同潮汐階段平均生態系統CO通量的變化。陰影部分表示潮汐淹沒期。LWL：低水位；MWL：中水位；HWL：高水位。

　　圖 . 5個不同潮汐階段平均生態系統CH4通量的變化。陰影部分表示潮汐淹沒期。

　　下面兩個圖顯示了4個水位處理（對照、低水位、中水位和高水位）下平均生態系統CH4和CO通量的變化。

　　圖1. 4種水位處理下平均生態系統CO通量的變化。

　　圖4. 4種水位處理下平均生態系統CH4通量的變化。

　　在潮汐淹沒期，生態系統凈CO交換量（NEE）與水位呈顯著正相關，但CH4排放受水位影響不顯著。此外，在非淹沒期，CO吸收速率隨土壤鹽度呈線性下降。

　　圖5. 潮汐淹沒期水位和生態系統CO和CH4通量的線性關系。

　　圖6. 非淹沒期土壤鹽度和生態系統CO和CH4通量的線性關系。漲潮前縮寫為BF，落潮后縮寫為AE。

　　【結論】結果表明，潮汐淹水過程的不同潮汐階段以及水位和土壤鹽度的變化對生態系統CO和CH4通量具有重要的影響。發現總結如下：

　　（1）CO和CH4通量隨著不同潮汐階段而波動較大。土壤鹽度和土壤氧化還原環境的變化是控制漲潮前和落潮后CO和CH4通量的主要環境因子。此外，在潮汐淹水期，水位代替上述兩種因子來控制CO和CH4通量。

　　（）不斷增加的水位抑制了CO的吸收速率。而且當潮汐水*淹沒植物時，生態系統CO交換被*抑制。

　　（1）較高的土壤鹽度降低了CO的吸收速率。此外，CH4通量對土壤氧化還原環境的變化更敏感，主要表現為落潮后CH4排放量大于漲潮前的CH4排放量。

　　本研究中，我們測量了非淹水期的土壤鹽度，并沒有測量其他土壤性質。這可能是我們研究的局限性。因此，未來應該研究不同潮汐階段的土壤性質和其他環境因子，以闡明潮汐淹水對鹽沼生態系統CO和CH4通量的影響。