【作者】 王佳佳
【导师姓名】弓晓峰
【学位名称】硕士
【学位年度】2015
【授予单位】南昌大学
【分类号】 X171;|X16
【录入时间】2017-05-14
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【摘要】全球气温变暖形势严峻,甲烷(CH4)作为第二大温室气体具有较大的增温潜势逐渐受到人们的关注。湿地作为甲烷最大的自然排放源对甲烷的排放量贡献显著,为揭示环境条件变化对湿地甲烷产生潜力的影响机理,深入探讨湿地碳源、碳汇功能转换对生态系统的影响,本文选取中国第一大淡水湖湿地——鄱阳湖湿地为研究区域,围绕不同影响因素对湿地甲烷产生潜力的影响及不同因子之间的相互作用这一关键科学问题,结合江西省土壤元素的分布情况,展开了腐殖质、Fe(III)、Mn(IV)、温度、pH和有机物种类等环境因素对湿地土壤甲烷产生潜力影响的研究,对明确鄱阳湖湿地甲烷排放的分布特征、不同影响因素对湿地甲烷产生的影响机理与竞争作用有明确的指导意义。本文研究结果如下:(1)鄱阳湖湿地甲烷排放通量呈现明显的季节变化特征:夏季排放量最高为0.250 mg·m-2·h-1,春秋次之,分别为0.094和0.082 mg·m-2·h-1,冬季最低为1.64×10-3 mg·m-2·h-1;日排放通量表现为日间高夜间低且与气温变化一致;一定温度范围内,甲烷排放通量随温度呈指数式增长,但甲烷排放通量随水位的增长方式比较复杂。(2)三甲胺是鄱阳湖底泥产甲烷的主要底物,与该区域沉积物呈弱碱性有关;对照组甲烷产生潜力的最大值为0.0131μgCH4 g(soil d.w.)-1d-1,三甲胺对甲烷产生潜力的促进作用为对照组的20.63–45.22倍,乙酸的促进作用较弱,为对照组的3.39–6.35倍;需要注意的是三甲胺浓度过高促进作用反而下降。(3)鄱阳湖底泥产甲烷的最适温度为35℃,即使底物充足,温度过低(15℃)或过高(55℃)仍会抑制甲烷的产生;中性偏碱性条件更适合鄱阳湖底泥的产甲烷活动,与温度相比pH对甲烷产生的影响较小。(4)不同电子受体对甲烷产生潜力的抑制作用表现为:FeCl3MnO2DOMFe2O3,且高浓度的FeCl3不仅降低了甲烷产量还推迟了甲烷的产生时间;FeCl3、MnO2、Fe2O3浓度越高对甲烷产生的抑制作用越大而DOM的抑制作用与它们相反;尽管DOM对甲烷产生潜力的抑制作用并不是很明显,但是它作为天然电子受体对抑制甲烷产生具有重要的意义。...
【全文】全球气温变暖形势严峻,甲烷(CH4)作为第二大温室气体具有较大的增温潜势逐渐受到人们的关注。湿地作为甲烷最大的自然排放源对甲烷的排放量贡献显著,为揭示环境条件变化对湿地甲烷产生潜力的影响机理,深入探讨湿地碳源、碳汇功能转换对生态系统的影响,本文选取中国第一大淡水湖湿地——鄱阳湖湿地为研究区域,围绕不同影响因素对湿地甲烷产生潜力的影响及不同因子之间的相互作用这一关键科学问题,结合江西省土壤元素的分布情况,展开了腐殖质、Fe(III)、Mn(IV)、温度、pH和有机物种类等环境因素对湿地土壤甲烷产生潜力影响的研究,对明确鄱阳湖湿地甲烷排放的分布特征、不同影响因素对湿地甲烷产生的影响机理与竞争作用有明确的指导意义。本文研究结果如下:(1)鄱阳湖湿地甲烷排放通量呈现明显的季节变化特征:夏季排放量最高为0.250 mg·m-2·h-1,春秋次之,分别为0.094和0.082 mg·m-2·h-1,冬季最低为1.64×10-3 mg·m-2·h-1;日排放通量表现为日间高夜间低且与气温变化一致;一定温度范围内,甲烷排放通量随温度呈指数式增长,但甲烷排放通量随水位的增长方式比较复杂。(2)三甲胺是鄱阳湖底泥产甲烷的主要底物,与该区域沉积物呈弱碱性有关;对照组甲烷产生潜力的最大值为0.0131μgCH4 g(soil d.w.)-1d-1,三甲胺对甲烷产生潜力的促进作用为对照组的20.63–45.22倍,乙酸的促进作用较弱,为对照组的3.39–6.35倍;需要注意的是三甲胺浓度过高促进作用反而下降。(3)鄱阳湖底泥产甲烷的最适温度为35℃,即使底物充足,温度过低(15℃)或过高(55℃)仍会抑制甲烷的产生;中性偏碱性条件更适合鄱阳湖底泥的产甲烷活动,与温度相比pH对甲烷产生的影响较小。(4)不同电子受体对甲烷产生潜力的抑制作用表现为:FeCl3MnO2DOMFe2O3,且高浓度的FeCl3不仅降低了甲烷产量还推迟了甲烷的产生时间;FeCl3、MnO2、Fe2O3浓度越高对甲烷产生的抑制作用越大而DOM的抑制作用与它们相反;尽管DOM对甲烷产生潜力的抑制作用并不是很明显,但是它作为天然电子受体对抑制甲烷产生具有重要的意义。