评估钙质沼泽中土壤与植物对气泡排放形式下甲烷排放贡献的调控作用

《Plant and Soil》：Evaluating soil and plant controls on the contribution of ebullition to methane emission in a calcareous fen

　　

摘要

目标

未排水泥炭地是甲烷（CH₄）的重要来源，其中很大一部分排放源于通过涌流释放的气泡。然而，与扩散通量相比，人们对涌流时空变化控制因素的理解有限。我们研究了环境因子和植物群落组成如何解释沼泽中涌流的变化。

方法

我们在加拿大安大略省的一处钙质沼泽中，利用集气装置测量了不同植物覆盖类型下的涌流。为了进一步研究植物的控制作用，我们使用同一沼泽的水饱和原状土柱进行了温室实验。通过基于通量箱的甲烷通量测量将涌流分离出来，并将其与土壤特性和生物量相关联。

结果

在野外，涌流在温暖的月份（七月和八月）以及地下水位最接近地表的莎草优势区最大。包括土壤温度、降水、地下水位和孔隙水 CH₄ 浓度的统计模型分别解释了测量到的涌流体积和 CH₄ 通量时空变化的 42% 和 61%。在温室中，茂密的莎草覆盖与较高的地下生物量、较低的孔隙水 CH₄ 浓度和较不频繁的涌流相关。在温室中，涌流占甲烷总排放量的 1.9% – 46.9%，因覆盖类型而异，而在野外，涌流约占排放量的 16.4%。

结论

尽管涌流在茂密的莎草群落中可能会减少，但它仍然是该沼泽中重要的甲烷排放途径。因此，在野外量化涌流对于准确估算泥炭地甲烷排放至关重要，包括莎草生长区域在内的排放。