湖泊湿地具有长期储碳能力,对区域碳循环具有重大贡献,但有关湖泊湿地碳源汇对气候变化如何响应尚不清楚。为探究高海拔区湖岸湿地碳源/汇对气候变化的响应规律,利用静态箱-气相色谱法及相对生长方程法,研究长白山园池沿岸5种天然沼泽类型(芦苇沼泽、苔草沼泽、杜鹃沼泽、柴桦沼泽、落叶松沼泽)的土壤异养呼吸碳排放(CO_(2)和CH_(4))、植被固碳及其相关环境因子(温度、水位等),依据生态系统净碳收支平衡,量化各沼泽类型的碳源/汇和全球增温潜势(GWP),分析其沿湖岸至高地水分环境梯度变化规律及形成机制。结果表明:处于湖岸至高地水分环境梯度下部生境的草类沼泽(芦苇沼泽和苔草沼泽)为弱源(-1.018和-0.090 t C·hm^(-2)·a^(-1)),中部生境的灌丛沼泽(杜鹃沼泽和柴桦沼泽)为强汇或弱汇(1.956和0.239 t C·hm^(-2)·a^(-1)),上部生境的森林沼泽(落叶松沼泽)为强源(-3.214 t C·hm^(-2)·a^(-1)),且其空间变化受水位促进和土壤温度抑制。从GWP来看,草类沼泽具有强热辐射力(44.682~59.282 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1)),灌丛沼泽具有冷辐射力(-0.920~-7.008 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1)),森林沼泽具有弱热辐射力(11.668 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1)),且其GWP仅受土壤温度所促进。在目前气候变化背景下,长白山高海拔区园池湖岸至高地水分环境梯度两端的草类沼泽和森林沼泽因CH_4或CO_(2)排放增加,呈现热辐射力而对气候变化起正反馈作用,而中部的灌丛沼泽因冷辐射力而起负反馈作用。
为量化河岸带湿地碳源/汇并探究其对气候变化的反馈关系,采用静态箱-气相色谱法和相对生长方程法,测定长白山溪流河岸带低地至高地沿水分减小梯度依次分布的3种森林沼泽(毛赤杨沼泽、白桦沼泽和落叶松沼泽)土壤温室气体年通量、土壤年净碳排放量、植被年净固碳量及相关环境因子(温度、水位等)。结果表明:长白山溪流河岸带森林沼泽的CH_4(0.19~0.85 mg·m^(-2)·h^(-1))、CO_(2)(60.81~228.63 mg·m^(-2)·h^(-1))和N_(2)O(-0.02~0.05 mg·m^(-2)·h^(-1))年通量沿低地至高地水分梯度依次呈先恒定后降低、递减和先吸收后排放的空间变化规律,且这3种温室气体年通量的空间变化均受水位控制。河岸带森林沼泽的植被年净固碳量(2.61~3.45 t C·hm^(-2)·a^(-1))沿水分梯度呈恒定型,主要受硝态氮含量促进。河岸带森林沼泽的碳源/汇及全球增温潜势(GWP)沿水分梯度发生了规律性的转变,其中,毛赤杨沼泽为碳汇(1.93 t C·hm^(-2)·a^(-1)),白桦沼泽为弱碳源(-0.18 t C·hm^(-2)·a^(-1)),而落叶松沼泽为强碳源(-2.51 t C·hm^(-2)·a^(-1));且森林沼泽碳源/汇的空间变化受水位和硝态氮含量联合促进。毛赤杨沼泽表现为强冷却效应,与气候变化间存在较强负反馈作用(-5.88 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1));落叶松沼泽表现为强增温效应,存在较强正反馈作用(10.97 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1));而白桦沼泽表现为弱增温效应,近似于中性(2.95 t CO_(2)·hm^(-2)·a^(-1));且森林沼泽GWP的空间变化主要受水位抑制。
