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甲烷排放部分抵消湿地生态系统碳汇功能:全球数据分析
编辑人员丨2023/12/30
湿地生态系统是吸收全球大气二氧化碳(CO2)的汇,同时土壤厌氧环境造成其是大气甲烷(CH4)的源.尽管有证据表明,湿地生态系统CH4排放部分抵消其对大气CO2的净吸收,但目前未见全球尺度湿地CH4排放对其净生态系统CO2交换(NEE)抵消效应的研究.本研究分析了全球内陆湿地(泥炭湿地和非泥炭湿地)以及滨海湿地(海草床、盐沼和红树林)中同时测定湿地NEE和CH4排放通量的数据.结果表明:各类型湿地生态系统均为大气CO2的汇,NEE值排序为红树林(-2011.0 g CO2·m-2·a-1)<盐沼(-1636.6 gCO2·m-2·a-1)<非泥炭地(-870.8 gCO2·m-2·a-1)<泥炭地(-510.7 g CO2·m-2·a-1)<海草床(-61.6 gCO2·m-2·a-1).基于100年尺度CH4全球变暖潜势将CH4排放通量转换成CO2当量通量(CO2-eq flux)发现,CH4排放分别抵消海草床、盐沼、红树林、非泥炭地和泥炭地生态系统净CO2吸收的19.4%、14.0%、36.1%、64.9%和60.1%,而在未来20年尺度上,它们分别抵消CO2吸收的57.3%、41.4%、107.0%、192.0%和177.3%,部分红树林、泥炭地和非泥炭地是净CO2当量源.100年尺度各类湿地生态系统净温室气体平衡仍为负值,说明即使考虑CH4排放,在100年尺度各类湿地生态系统仍为碳汇.明晰湿地生态系统CH4排放主要调控机制并提出合理的减排对策,对于维系湿地生态系统碳汇功能,减缓气候变暖至关重要.
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编辑人员丨2023/12/30
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黄淮海玉米生产能源利用效率和净生态系统碳平衡时空特征
编辑人员丨2023/8/5
黄淮海地区是我国重要的玉米产区之一,定量化该区域玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡对提高资源利用效率和实现碳中和具有重要意义.基于国家统计数据,利用生命周期评价(LCA)、能值分析和碳平衡等方法,定量化了 2004-2018年黄淮海地区(包括河北、河南、山东、安徽和江苏5个省)玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡,并阐明其时空变化特征.结果表明:黄淮海地区玉米生产的平均能源利用效率、温室气体排放量、净生态系统碳平衡和可持续性指数分别为3.9、3.8 t CO2-eq/hm2、12.6 t C/hm2和6.8.不同年份间黄淮海地区玉米生产的能源利用效率和净生态系统碳平衡存在显著差异,能源利用效率在2012年最高,为4.3,在2005和2007年最低,为3.7;净生态系统碳平衡在2015年最高,为14.2 t C/hm2,在2005年最低,为10.1 t C/hm2.各省份中以河北省玉米生产的能源利用效率、净生态系统碳平衡和可持续性指数最高,分别高于区域平均15.3%、9.6%和 26.4%,较最低的江苏省高45.5%、22.0%和 88.8%.河北省、河南省和山东省的综合得分均为正值,具有较高的资源利用效率和生态环境效益.黄淮海地区玉米生产资源投入、能源利用效率、生态环境效益和净生态系统碳平衡在时空尺度上存在较大的差异,应制定区域特异性优化管理策略,减少化肥和农药的施用,施用增效肥料和高效生物农药等,采用秸秆还田等保护性耕作措施,积极推进规模化和机械化的发展,实现黄淮海地区玉米生产的绿色可持续发展.
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编辑人员丨2023/8/5
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不同水生植物对景观水体CO2与CH4排放通量的影响
编辑人员丨2023/8/5
城市景观水体是大气CO2与CH4的排放热源,而水生植物作为景观水体的重要组成要素,对水体温室气体排放动态的影响并不清楚.选择重庆市观音塘国家湿地公园为研究区,利用漂浮箱法与顶空平衡法对观音塘水域7种不同水生植物分布区进行水-气界面CO2与CH4排放通量及CO2、CH4溶存浓度进行季节性监测,估算了植物传输对气体通量的贡献.结果表明:1)观音塘水体CO2与CH4浓度范围分别为8.0-341.8 μmol/L和0.23-5.26 μmol/L,排放通量分别为26.5-869.1 mmol m-2 d-1和0.40-11.15 mmol m-2 d-1,是大气净CO2与CH4排放源;2)观音塘开敞水区CO2与CH4排放通量低于大部分城市湖泊或景观水体,但植物覆盖区气体通量显著高于开敞水区,表明水生植物增强了景观水体温室气体排放;初步估算植物传输作用(非扩散通量)对水体CO2与CH4排放通量的贡献约为7.3%-44.6%与52.1%-63.4%,狐尾藻对CH4传输作用最强,睡莲、水葫芦次之,菖蒲、再力花、梭鱼草等挺水植物略低,苦草最弱,植物传输作用并未表现出明显的生活型差异;3)水体CO2与CH4浓度及排放通量季节变化显著,温暖季高于寒冷季,植物生长期变化与温度波动是主导水体CO2与CH4排放季节模式及变异强度的主要因素;4)水生植物覆盖区水体营养盐浓度、pH值、DO等因素与CO2、CH4排放通量呈显著的相关性,表明不同植物覆盖导致水生境的分异是影响水体CO2与CH4排放动态及变异性的重要机制.水生植物对水体温室气体产生、输移、排放等具有多重复杂机制,但总体增强了景观水体的温室气体通量,在未来城市水生态管理中应予以更多的关注.
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编辑人员丨2023/8/5
