厌氧条件下环境因子对泥炭土壤温室气体排放的影响研究

张 尹，于志国，张 乐，陈袁波，黄 婷，胡 颖

（南京信息工程大学水文与水资源工程学院，南京 210044）

泥炭地面积仅占陆地总面积的4%～5%，其碳储量却占全球碳储量的三分之一，Catotelm层处于泥炭地的下层（图1），长期处于淹水状态，无机盐含量低，孔隙水电导率极低，积累了大量有机碳，因此泥炭地是一个重要碳库，对全球碳循环起关键作用[1～3]。全球80%的泥炭地位于北半球寒温带气候区[4]，当泥炭地外界环境条件发生改变[5]，会使泥炭地中的有机质分解并排放二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）到大气中[1]，此时泥炭地便由碳汇转变为碳源。CO2和CH4都是重要的温室气体，其中CH4排放量虽仅约占温带沼泽地和寒温带泥炭地净初级生产力的3%[6]，但由于CH4较强的温室效应而对气候变化起着重要作用[7-8]。此外，由气候变化可以直接或间接引起的泥炭沼泽的温度、pH值、泥炭底质等发生变化，进而显著影响其碳排放的过程[2]，因此关注变化环境下泥炭地碳排放的变化有着重要的意义。

图1 泥炭沼泽垂直剖面示意图Figure 1 Schematic of peat bog vertical section

国内有不少学者通过野外观测实验发现，泥炭地的碳排放与地下水位[9-10]以及土壤温度[3，9]、充水孔隙率[9]、干湿交替[11-12]等有关，其中郝庆菊等[3]发现 CO2和CH4的排放速率与土壤温度呈显著正相关，欧阳扬等[11]发现干湿交替能促进CO2排放，但是当前国内甚少有土壤底质和pH值与碳排放关系的研究。然而国外的前期泥炭土室内培养实验发现，随着培养时间增加，CO2和CH4排放出现减缓甚至完全停滞的现象，有学者推断可能是由于化学因素或热力学因素导致[13-15]。……