水文状态依赖性下洪泛湿地生态系统CO2汇功能的长尺度通量观测机制解析

《Water Research》：Hydrological state dependency of ecosystem CO 2 sink in floodplain wetlands: Insights from long-term eddy covariance observations

本文基于鄱阳湖湿地多年涡度相关观测，揭示了水文状态（深淹、浅淹、植被裸露、无植被裸露）对生态系统净CO2交换量（NEE）的调控机制。研究发现中度水文状态（浅淹与植被裸露）最有利于CO2吸收，而深淹状态使系统趋于碳中性或排放。研究强调了优化水文情势对增强湿地碳汇功能的关键意义。

　　

Highlight

水文状态作为洪泛湿地NEE的关键调节因子

水文状态通过影响气体交换过程、植被生产力和土壤呼吸，成为洪泛湿地CO₂汇-源动态的重要驱动因素。多年涡度相关观测表明，浅淹状态（SS）是生态系统净CO₂吸收的最优条件。两个观测点均一致显示，深淹状态（DS）会显著削弱CO₂吸收能力甚至导致净排放。适度淹没的浅淹状态促进挺水植被生长，使光合作用CO₂吸收增强，而沉积物呼吸受到抑制，共同造就了最大的净碳汇强度。

Conclusions

本研究证实水文状态对洪泛湿地NEE动态具有决定性调控作用。基于鄱阳湖不同站点的长期观测显示，浅淹（SS）和植被裸露（VE）时期出现CO₂吸收峰值，而深淹状态则削弱吸收能力或引发净CO₂排放。增强型植被指数（EVI）、淹没水位（IWL）和气温（Ta）被确定为NEE的主要控制因子。特别重要的是，非线性相互作用主导着CO₂通量阈值：深淹与高温的叠加效应会使洪泛湿地从碳汇转向碳源。这些发现为预测气候变化背景下湿地碳循环响应提供了机制性见解，并指出通过水文调控维持适度淹没和茂密植被是增强洪泛湿地碳汇功能的关键路径。