珠江口红树林土壤甲烷和二氧化碳通量特征及其影响因素研究

红树林作为碳密度最高的森林生态系统之一,在碳生物地球化学循环过程中发挥着重要作用.该研究以广州市珠江河口红树林土壤为主要研究对象,于2020年8月—2021年7月运用静态箱法分别对红树林中的外滩(靠近海岸)、中滩(植被聚集)和内滩(靠近内陆)的土壤-大气界面的CO2和CH4通量进行观测,探讨红树林生态系统CO2和CH4排放通量的时空分布特征及其对环境因子(温度、含水量以及土壤理化性质)的响应.此外,基于稳定碳同位素(δ13C)特征和Keeling Plot方法综合评估红树林生态系统CO2和CH4通量的来源特征.结果表明,研究期间平均CH4通量为18.97μmol·m?2·h?1,CO2通量均值为4.19 mmol·m?2·h?1.CO2和CH4的通量均具有显著的时空差异性,CO2通量最高值出现在3月,CH4在9月达到最高值.CO2通量排序为内滩>中滩>外滩,CH4通量则表现为中滩>外滩>内滩.土壤含水量、pH、EC、ORP和有机碳含量与CO2通量呈负相关关系,CH4通量与土壤含水量、pH和有机碳含量呈正相关关系.虽然研究区红树为C3植物,然而土壤呼吸产生的CO2的同位素特征在内滩为?16.05‰,中滩为?17.73‰,外滩为?29.77‰,内滩和中滩表现为C4植物特征,由此表明藻类成为土壤呼吸来源.内滩的有机质分解程度最高.研究区CH4的分馏系数在外滩、中滩和内滩均小于1.055,CH4产生方式以乙酸产甲烷为主.该研究系统探讨了红树林生态系统CO2和CH4通量、来源及其影响因素,对进一步了解红树林对碳循环及其气候变化的影响具有重要意义.