维管植物对自然湿地甲烷排放的影响

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1、万方数据万方数据万方数据万方数据3378生态学报25卷压力传输是一个动态过程，随着环境条件的变化，在很短的时间内就会有很大的改变[7“，但对流传输机制对甲烷的输送有重要的影响。成熟的P^rngm如Ps可以将超过90％的产生的甲烷输送到大气[351；滨海湿地的7’坳^口z口￡帕z如群落中，超过50％的进入大气的甲烷是通过植物的对流输送口“。一般来说，采用对流传输的植物的甲烷输送效率要高于基于分子扩散的植物邛7’7⋯。3．2气孔因素植物传输是否受气孔控制是一个充满争议的科学问题。有些学者认为甲烷排放不受cO。分压、光照、蒸腾速率、光合速率的影响，从而认为甲烷排放与气

2、孔活动无关[7“7“。Harden和chanton发现在Ponfeder缸∞以口f口和Sngi￡f口一日如nf玎施n群落，植物出水后，cH。是通过植物叶柄传输的口⋯。而Torn和Chapin发现在黑暗条件下，气孔活动的变化对湿地植物cH。排放量没有影响m]。Kelker和chanton对温带湿地CnrPznq“df洲s的研究则表明地上部分对cH。传输的影响十分有限，控制步骤主要是地下部分把甲烷从土壤传输到植物体内空隙的过程口⋯。Kaki发现气孔关闭后，P．izmgmifesⅫsfm胁，73p^n肠功乞z如腔内甲烷浓度仍然存在日变化规律，并且认为植株茎干下端(从土

3、壤一水的界面到10cm区域)，是甲烷输送的主要通道，因为此处腔内甲烷浓度一直是最高的[7⋯。但在了)加n肠fi厂0z缸群落的研究发现，通过绿叶传输cH。的过程受到气孔活动的影响[7⋯。对C口”z群落而言，减少气孔导度，甲烷排放受到限制凹⋯。Eri印五or“优口”g甜sti如zi“m和C以rPzng“n￡iz妇群落植物传输甲烷的通道虽然不止一个，但主要是通过叶片上的气孔输送。并且刈伤实验表明，虽然采用扩散传输，但通过叶子气孔的传输是c盘rez以q“n￡以s群落甲烷排放的限速步骤[5⋯。所以植物类型以及生长环境都可能对传输过程产生影响。关于植物传输甲烷机制还有待于研

4、究的科学问题还包括如何解释植物体不同器官的甲烷浓度的高度差异；对甲烷从土壤中产生，经过根围、植株直到进入进入大气的过程进行更加系统和量化的描述。4对甲烷排放过程的影响植物对甲烷排放的影响，是根系分泌物的释放能力、泌氧引起的甲烷氧化能力和传输甲烷能力三者综合作用的结果[8“。通过上面的分析发现，维管植物对甲烷产生、氧化和传输过程的季节性变化都有重要的影响。很多地点发现甲烷的季节性变化和生态系统净交换(NetEcosystemExchange，NEE)存在相关关系口“5““”]。所以维管植物是控制自然湿地甲烷季节性排放的重要因素乜⋯。4．1对甲烷日变化排放的影响植物

5、区和非植物区的甲烷日排放规律是不同的。在没有植物的区域，甲烷传输的主要形式是液相扩散和气泡传输，温度是影响日变化进程的主要因素[8“，排放峰值出现在土壤温度最高的16：oo～20：oo之间哺⋯。在植物生长的区域，甲烷日变化规律主要和植物所采取的甲烷传输机制有关。P^一g彻妇s以“盯mz妇，73J户^4z讲帕z缸，73p矗以do优j”gens如有两种传输方式，在低光照或夜间的时候，采用扩散输送机制，在日间光照充足的条件下，以对流传输为主。通量峰值出现在上午中段，是因为夜间积累的甲烷在白天通过对流输送所导致的[7⋯。光合有效辐射被认为是影响甲烷排放日变化的重要因素，

6、表现在完成扩散主导向对流主导的传输方式的转换卟“7“，增加气孔导度[6“8⋯，以及提高和甲烷产生密切相关的光合能力[4“⋯。在植物生长的区域，温度对日变化的影响就小的多，不会超过35％[6“。而PPz缸ndm口irgi”jcn[7⋯，S“r声“s肠c“sfris[6“，c．z口siocnr抛，D．口ng“5f怕z妇[843等植物，只有扩散输送一种传输方式，受光照变化的影响比较小，日变化的差异明显小于采用两种传输方式的挺水植物。此外，在北美中纬度和芬兰的研究发现，P^r口gm矗esn“s￡似zis在不同的生长期表现出不同的日变化规律。植株出水前，日变化几乎保持恒定

7、；植物分蘖后，日变化出现差异，峰值出现在上午中段或中午[6“7⋯。植株体内对流量很大程度上决定P^一gmi地s群落甲烷排放日变化凹⋯。在生长期，植株对对流的抗性比较小，随着植物的衰老抗性增强[8“。4．3对甲烷排放空间差异的影响不管大尺度微气象观测，还是小尺度的箱法测量，都发现从土壤向大气排放的甲烷通量具有高度空间异质性[87“⋯，排放量甚至在几米范围内都有差异[8⋯。最近，有些研究者认识到植物因素对于甲烷排放空间差异的重要性[5’8]。首先，有无植物的分布对自然湿地甲烷排放量有重要影响。在小的尺度上，在湿生环境中出现维管植物意味着较高的甲烷排放量[9⋯。Hud

8、son湾深水无植物区与相