5.4.2 白洋淀湖泊湿地陆地区CO2排放通量与环境因子的关系
湿地的特点是在大部分时间都处于淹水或水饱和状态下，这对于有机质的积累和分解有决定性的影响。湿地生态系统中碳的储存与水文过程及水位变动、地貌、气候因素也有关。湿地系统水文过程控制了湿地中氧化还原能力的大小。稳定的水位使湿地在一段时期内处于缺氧环境而生成CH4，相反，若水位变动幅度大，则沉积的有机碳被氧化，不能提高系统中碳的积累量。地形决定了水文状况、颗粒沉积物与有机物的迁移、沉积。对于具有很大坡度的湿地系统，则系统中的沉积物与水的流动将不会迅速产生有机质的积累。相反，对于低坡度的湿地系统，则系统有可能产生大量的积累，发生碳及其他元素的还原反应。同样，湿地系统中碳的分解速率和矿化速率也与温度、水分含量、C/N和氧化还原电位等条件有关。有研究提出了有机碳分解和转化的动力学参数，包括分解速率和矿化产物的比例与关键影响因子的关系（王艮梅等，2007；田应兵等，2003）。土壤有机质的积累很大程度上取决于不同的分解作用，在这个积累与分解的动态过程，微生物对于水分、温度及碳源的要求有很大的差异（黄耀等，2002）。有人研究发现，土壤有机碳的空间结构特征与土壤水分空间格局所反映的趋势是一致的。
作为碳循环最后一个环节，CO2的产生和排放同样受多种因素的影响。湿地CO2排放主要受其产生量和消耗量的影响，自然湿地CO2主要是通过植物、动物和微生物的呼吸作用产生的，而植物的光合作用又是CO2消耗的主要途径。因此，影响呼吸作用和光合作用的因素都会间接影响CO2的排放。
在北方地区，温度是影响各种生物生长和活动的主要因素，直接影响生物的呼吸作用和植物的光合作用。由图5.10可以看出，白洋淀湖泊湿地陆地区CO2的排放通量与温度具有一定的相关性，随温度的升高，CO2排放通量呈指数增加，其可能原因包括：一方面，生活在土壤中的大量微生物是呼吸作用的主要参与者，微生物的生长与温度呈正相关关系；另一方面，植物在夏季也达到了光合作用最旺盛的时期，对呼吸作用产生的CO2有吸收作用。因此，导致CO2的排放与温度呈指数关系增长。温度之所以强烈影响有机物的分解，是因为每一个微生物种和整个群落的生物化学能力有最适宜的温度范围。有研究表明，含碳养分腐解的最大速度通常在30～35℃，也有在37℃和40℃进行的。接近最适点的温度为30～40℃，该范围内温度的变动对分解作用影响很小；在低于最适点范围内（一般为5～30℃），随温度的升高，微生物活性增强加速了有机物的分解（Andrews et al.，2000）。有研究表明，温度每升高1℃，全球陆地土壤将分解释放以1.1～3.4pg碳计的CO2到大气中（Yang et al.，2001）。
图5.10 白洋淀陆地区CO2排放通量与温度和细菌总数的关系图
在自然界的碳循环中，微生物发挥着重要的作用。大气中低含量的CO2只够供给绿色植物进行20年光合作用之需，微生物的作用就是把有机物中的碳元素尽快矿化和释放，从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境中。据估计，地球上90%的CO2是靠微生物的分解作用而形成的，因此，微生物数量在一定程度上也是影响CO2排放的主要因素。对白洋淀湖泊湿地CO2排放通量和其细菌总数进行相关分析得出，二者呈显著的正相关关系（P＜0.05）。与此同时，对土壤含水量和有机质与CO2的关系也进行了分析，结果发现其相关性并不显著。