5.3.1 白洋淀湖泊湿地CH4排放通量的日变化特征

5.3.1 白洋淀湖泊湿地CH 4排放通量的日变化特征

湿地CH4通量的日变化研究多在水稻田进行,Seiler等(1983)研究得出水稻田CH4通量的日变化规律,认为CH4通量的日变化与土壤温度呈正相关;上官行健等(1994)的研究认为,水稻田CH4通量的日变化极有规律性,并得出了下午最大值、夜间最大值和一天两个最大值的三种日变化模式。然而,自然湿地CH4通量的日变化则极少见报道。

2007年7月28日和9月20日分别对小杨家淀实验区进行了CH4排放通量日变化的连续监测,中午到达实验区,于下午1:30开始监测。两次监测的天气均是晴天,湖心区和湖滨带风速小于1m/s,陆地区风速几乎为0m/s。图5.2是两次CH4排放通量的日变化趋势图,由图5.2可以看出,小杨家淀实验区7月CH4的排放通量明显高于9月,平均排放通量分别是68.57mg/(m2·h)和1.24mg/(m2·h)。在自然界里,大多数产甲烷细菌为嗜温性微生物,CH4产生的最低、最适和最高温度分别为15℃、35℃和40℃以上,参与CH4代谢的微生物区系很难适应低温条件,在0~10℃范围内,几乎没有CH4形成。白洋淀湖泊湿地在7月28日的平均温度是29.5℃,而9月20日的平均温度只有19.3℃,这可能是导致7月和9月CH4排放通量差异显著的主要原因。

图5.2 CH4排放通量的日变化趋势图

虽然小杨家淀实验区CH4排放通量的季节差异显著,但在同一天中CH4排放通量变化的规律性差,时间变异性大。因此,每个采样日采样时间的选择十分重要,日变化规律观测对确定每日采样时间具有重要的参考价值。目前,国际上一般选择9:00—12:00作为CH4当日采样时间,并假定此测定值能代表当日交换通量,也有学者建议在10:00—14:00采取灵活的采样起始时间以防止总是观测到交换通量高峰。

表5.1给出了小杨家淀实验区CH4日平均排放通量、9:30排放通量和13:30排放通量。通过简单的比较可以发现,小杨家淀实验区在不同季节、不同区域的全天CH4排放通量平均值均可落在9:30—13:30的排放通量区间内,如果把CH4日平均排放通量落入该区间与否作为判断9:30—13:30测得的通量是否能够代表当日通量的标准,那么从整个生长季来看,9:30、13:30的测定结果很具有代表性。

表5.1 小杨家淀实验区CH4日平均排放通量与9:30、13:30排放通量的比较 单位:mg/(m2·h)

从空间上看,无论是7月还是9月,陆地区CH4的排放通量都很少甚至表现为吸收状态,日排放通量平均值分别是-2.38mg/(m2·h)(吸收)和0.03mg/(m2·h);而湖心区和湖滨带是CH4排放的主要区域。7月湖心区和湖滨带CH4日排放通量平均值分别达到107.36mg/(m2·h)和100.72mg/(m2·h),与太湖梅梁湾[-1.7~131mg/(m2·h)]和芬兰Vesijärvi湖[0.5~14mg/(m2·h)]湖滨带的CH4排放通量相近(王洪君,2006)。