5.5　白洋淀湖泊湿地N2O的排放及其影响因素研究

在自然界氮素循环过程中，反硝化作用是一关键环节，它是将陆地、水体生态系统中沉积物、水体、土壤、植被等氮库中氮转化成气态归还到大气圈的主要途径，在保持岩石圈、水圈、生物圈和大气圈氮素平衡中起着极为重要的作用。然而反硝化作用的产物N2O，是一种温室气体，会对大气层造成严重破坏。N2O的增温效应在于它能吸收红外波段的能量和减少地表热辐射的向外扩散，其单个分子的温室效应潜力是单个分子CO2的310倍，且其寿命是已知温室气体中最长的，大约为150年（IPCC，1996）。N2O在对流层中相当稳定，其主要的清除机制是平流层光解，即N2O进入平流层后被分解为N2和NO，而NO会造成臭氧层空洞的出现及酸雨的发生（王少彬，1994）。有研究报道，N2O增加一倍将会导致全球气温升高0.44℃，臭氧减少10%，紫外线向地球的辐射增加20%。然而，N2O在大气中的含量却以每年0.25%的速率增长，对环境造成了严重影响。

N2O是反硝化作用的重要产物，硝化-反硝化反应以及N2O气体在土壤中的传输都受到一系列的环境因子的影响和控制，这些因子在时空上都有很大的差异，主要包括土壤湿度、温度、土壤中有机质、氧气分压、可利用氮素的数量和地貌位置等（Khalila et al.，2005；Panek et al.，2000）。而湿地特殊的生态环境必然影响N2O的产生和排放。有研究表明，陆地上至少有一半反硝化作用发生在湿地，因此，湿地具有较高的N2O排放速率。Schiller等（1994）研究发现，加拿大哈德逊湾湿地的N2O排放量占排放总量的比例高达80%。

湿地N2O的排放已成为各国温室气体研究不可缺少的一项，国际上目前的工作主要集中在热带亚热带红树林湿地（Bauza et al.，2002；Corredtor et al.，1999），自由水面人工湿地N2O排放和潜流人工湿地N2O排放等（Bachand et al.，1999；Johansson et al.，2003；Lund et al.，2000；Spieles et al.，1999；Tanner et al.，2002；Teiter，2005），而我国对湿地N2O排放的研究也多集中在三江平原湿地和太湖梅梁湾等湿地（周旺明等，2006；孙志高等，2007；宋长春等，2006；王洪君等，2006），对白洋淀湖泊湿地N2O的排放研究较少。

经过本书前述的研究分析发现，在白洋淀这种芦苇密布、沟壕纵横交错的湖泊湿地系统中存在明显的环境因子、氮素分布和硝化-反硝化作用的时空差异性，这种差异必然会影响N2O的产生和排放。因此，研究白洋淀湖泊湿地N2O排放通量的时空变化特性和影响因素，确定白洋淀湿地N2O排放的活跃区，不仅可以为今后控制白洋淀湿地N2O的排放提供参考数据，还可为北方淡水湖泊湿地对温室效应的评估提供相关的科学依据。