【海洋研究】杭州湾围垦恢复湿地与自然湿地甲烷排放研究

滨海湿地属海岸带 “蓝碳”生态系统，在阻止全球变暖方面发挥着至关重要的作用。同时，由于充足的有机碳输入和水淹厌氧环境，滨海湿地也是甲烷的自然排放源。过去50年，我国因人为围垦等活动而丧失或严重退化的海岸湿地达2 190 000 hm2(占总数的50%)。近年来，随着生态文明建设的持续推进，各地陆续开展围垦区湿地恢复工程。围垦和恢复活动对滨海湿地生态系统的温室气体甲烷排放产生了显著影响，在全球变暖的背景下，迫切需要了解甲烷排放在滨海围垦恢复湿地与自然湿地间的变化特征.

本研究在杭州湾南岸选取４种自然滨海湿地（BM -滨海裸滩，SM -海三棱藨草湿地，PA -芦苇湿地，SA -互花米草湿地）和围垦恢复区４种不同水位的芦苇湿地（RW0 -水位为0cm，RW10 -水位为10cm，RW20 -为水位20cm，RW30 -水位为30cm）。通过静态箱-气相色谱法开展甲烷排放通量监测，利用厌氧培养实验分析不同类型下湿地土壤（0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm）甲烷产生潜力的特征，并结合相关环境因子测定，筛选不同类型滨海湿地甲烷排放的主要环境驱动因素。

１、不同类型滨海湿地甲烷排放通量随月份呈先增加后降低的趋势，并在4-7月之间逐渐达到高峰值。自然滨海湿地中，SA的甲烷排放通量显著高于BM和SM，而与PA无显著差异。围垦恢复湿地甲烷排放通量显著高于自然滨海湿地，且水位的增加均显著促进了甲烷排放通量（图１）。

▲图1 不同类型滨海湿地甲烷排放特征（来源：ScienceDirect）

２、总体上，自然滨海湿地在5-10 cm土层的甲烷排放潜力与围垦恢复湿地的差异较小，但其在5-10 cm和10-20 cm土层深度上显著较低。自然滨海湿地中，总体上SA各土层的甲烷排放潜力显著高于其它自然滨海湿地。围垦恢复湿地中，0-5 cm土层的甲烷排放潜力随水位深度的增加而增加，5-10 cm土层的甲烷排放潜力随水位的增加呈先显著增加后降低的趋势，10-20 cm土层的甲烷排放潜力随土层深度的增加而降低，但仅在RW30中差异显著（图２）。

▲图2 不同类型湿地下不同土层土壤甲烷产生潜力特征（来源：ScienceDirect）。不同大写字母表示同一类型滨海湿地不同土层深度间甲烷排放潜力存在显著差异(P<0.05)，不同小写字母表示同一土层深度下不同类型湿地间甲烷排放潜力存在显著差异(P<0.05)。

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３、PCA分析结果表明，自然滨海湿地中，甲烷排放通量受SA的影响较大，与不同土层深度（尤其是0-10 cm和10-20 cm）的SOC和Eh的相关性较近。在围垦恢复湿地中，甲烷排放通量与土壤理化性质的相关性较弱，受围垦湿地的水位深度的影响较大（图３）。因此，围垦恢复湿地显著增加了甲烷排放通量，且增加程度与水位深度密切相关。此外，不同植被类型的甲烷排放通量和机制不同，应加强不同植被类型恢复对围垦湿地甲烷排放的研究。

▲图3不同湿地土壤甲烷通量与土壤理化性质的主成分分析（左图为自然滨海湿地）（右图为围垦恢复湿地）（来源：ScienceDirect）

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参考文献

[1]Jing Xiong,Xuancai Sheng,MengWang,MingWu,Xuexin Shao. Comparative study of methaneemission in the reclamation-restored wetlands and natural marshes in theHangzhou Bay coastal wetland. EcologicalEngineering, www.52ocean.cn

[2]盛宣才, 吴明, 邵学新, 李长明, 梁雷, 叶小齐. 模拟水位变化对杭州湾芦苇湿地夏季温室气体日通量的影响. 生态学报, 2016, 36(15): 4792-4800

联系作者:

邵学新，副研究员，中国林科院亚林所，E-mail：shaoxuexin@126.com