河岸生态系统是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量交换的一个重要过渡带,在全球生态系统碳循环过程中扮演着十分重要的角色;而河岸生态系统碳通量对人为干扰响应机制研究近年来倍受关注。本研究以三峡库区香溪河河岸生态系统为研究对象,利用同化箱式法和稳定性同位素技术相结合,测定人为干扰不同河段的河岸生态系统群落气体交换净通量的日变化、季节变化和年际变化;区分不同生态过程(光合固定GPP、土壤呼吸(Rs)和植物呼吸(Rp))对河岸生态系统碳通量贡献,分析各种环境因子包括水库水位的人为消涨对河岸带生态系统碳通量及其不同组分的影响,从本质上揭示控制该生态系统碳通量(NEE)的主要因子,以及驱动不同生态过程的内在机制,预测该生态系统对未来气候变化的潜在响应;同时探讨河岸生态系统响应水库水位消涨的内在机制,为治理和恢复三峡库区生态环境,优化区域生态系统服务提供理论先导。
Three Gorges Reservoir area;water-level-fluctuating zone;static chamber method;net ecosystem exchange;gross primary productivity
研究三峡库区消落带,探索水库边缘潜在的生态系统对库区生态环境的影响程度和机理是非常必要的。依托青年科学基金项目,以香溪河消落带为研究地点,以该区域狗牙根为绝对优势种的草本群落为研究对象,利用静态箱式法研究不同海拔狗牙根群落CO2气体交换规律,发现(1)不同海拔群落气体交换速率有相同的、显著的日变化和季节规律;(2)初步判断三峡库区香溪河以狗牙根为优势群落的消落带是以吸收固定大气CO2为主的碳库;(3)分析影响植物群落气体交换速率的因素,发现控制香溪河消落带以狗牙根为优势群落气体交换的主要因子是大气温度和植被;(4)香溪河消落带群落气体净交换速率(NEE)主要由群落总初级生产速率(GPP)决定;(5)水位的涨消通过影响群落总初级生产力(GPP)来影响群落气体净交换量;(6)水淹后造成不同海拔群落总呼吸差异(RE)的主要因素是植被;(7)水淹促进了土壤有机质的分解(RSOM),但地面凋落物的减少降低了凋落物的分解量,使得消落带淹水和未淹水区域总的土壤呼吸(Rs)无差异;(8)水淹促进了土壤有机质的分解(RSOM),使得土壤呼吸对温度敏感系数的降低;(9)香溪河消落带海拔165 m以下土壤受江水淹没胁迫,土壤pH趋于碱性,土壤环境质量降低;这预示着库区消落带土壤环境不可持续,可能会影响到狗牙根优势群落的生长,进而影响该区域的碳汇功能。(10)随着水位的上升,香溪河大气-水体界面净CO2气体通量由吸收固定逐渐转变为排放。可见,在评价整个三峡库区消落带湿地生态系统的碳汇功能时,这部分释放的量不容忽视。