第10卷第2期 湿地科学 VoL 10 No. 2 2012年6月 WETLAND SCIENCE June 2012 国外湿地生态系统碳循环硏究进展 栾军伟,崔丽娟,宋洪涛,王义飞 (中因林业科学研究院湿地研究所,北京1000 摘要:在全球变化背景下,面对湿地生态系统是否能绁持其碳汇功能等问题,在以下几方面进行了讨论:当前湿 地生态系统碳源与碳汇评估中存在的问題;湿地碳源与碳汇功能时空格局变异最新研究进展;影响湿地甲烷排 放的因素;湿地碳循环过程对全球变暖的响应模式;湿地生态系统碳循环模拟。认为当前对湿地生态系统碳循 认识的局限性,是导致碳循环成为全球变暖互馈机制中不确定性的主要原因之一。针对中国当前湿地生态 系统碳循环研究的特点提出了中国未来混地生态系统碳循环研究的焦点问题,即如何在气候变化及人类活动 双重影响下,维持中国地生态系统现有碳储存库的功能,以及如何提高已退化湿地的固碳功能及潜力 关键词:湿地:碳源;碳汇;甲烷;气侯变化:人类活动 中图分类号:Q14,X1711文献标识码:A文章编号:16725948(2012)02-235-08 近年来,在全球变化背景下,湿地资源被过要意义 度开发湿地生态系统水文环境发生变化。湿地1湿地碳源与碳汇评估中存在的几 在全球碳循环中扮演了特殊的角色,全球湿地面 积自190年以来至今战少了50%,目前仅存个问题 573×10hm2,约占地球陆地面积的6%。湿地土 般情况下,湿地生态系统中,由于高水位造 壤存储的有机碳约占全球碳库的20%~25%成的厌氧环境,相对于生态系统呼吸释放的CO3 (350~535Gt碳)。一方面由于湿地生态系统水植物通过光合作用能够积累更多的有机质,这时 分过饱和造成的厌氧特性,使微生物活动相对较湿地生态系统是CO2的汇:同时,厌氧环境导致 弱,植物残体分解以及碳释放过程十分缓慢,进而CH的产生,因此湿地又是CH的源。因此,植被 形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层;因此,与CO2净同化与生态系统CO、CH净释放间的平衡 森林、草地等生态系统相比,湿地具有较高的固碳决定了湿地生态系统是大气的碳源或碳汇。不 潜力。据2004年估算,中国湿地土壤碳库碳存储过CL与CO2的红外吸收特征及其在大气中的寿 量达(8~10)Pg,在占国土面积不到4%的湿地土命不同,导致在百年尺度上,单位质量的CH在大 壤中,却储存着全国约10%左右的碳。另一方面,气中的增温效果比CO2高25倍門。因此,虽然某些 湿地还是重要温室气体CH的排放源,其CH排放湿地表现为CO2的净汇,但由于其释放大量的 量约占自然CI排放量的80%(250Tg),在全球CH,也可能表现为温室效应的源。以往研究中, 变化导致水文条件变化的背景下湿地生态系统,往往只考虑CO2或CH中的一种温室气体来 尤其是北方高纬度或高海拔地区湿地中贮存的数佔測生态系统的碳平衡,显然不够准确。在评价 量巨大的碳极易释放到大气中",能否继续维持生态系统,尤其是湿地生态系统碳平衡的过程 其碳汇功能受到广泛的关注。近年来国际上对中,同时考虑CO2和CH这两种重要温室气体,将 湿地生态系统碳循环方面的硏究开展较多,总结更加准确地反昳生态系统碳平衡的格屙。Bεck- 国外相关研究进展对中国湿地碳循环研究具有重 strand K等综合考虑CO2和CH收支状况,评价了 收稿日期:20110-13;修订日期:20120209 基金项目:林业公益性行业科研专项项目(200904001和201204201)中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目 CAFINT2011C09 CAFINT20IK07)资助 作者简介;栾军伟(1982-),男,山东省安丘人,博土,助理研究员,主要从事生态系统碳氮过程研究,E-mail:luanjw@yahoo.com.cn 万方数据
第10卷第2期 2012年6月 湿地科学 、VETLAND SCIENCE voI．10 No．2 June 2012 国外湿地生态系统碳循环研究进展 栾军伟，崔丽娟，宋洪涛，王义飞 (中国林业科学研究院湿地研究所，北京100091) 摘要：在全球变化背景下，面对湿地生态系统是否能维持其碳汇功能等问题，在以下几方面进行了讨论：当前湿 地生态系统碳源与碳汇评估中存在的问题；湿地碳源与碳汇功能时空格局变异晟新研究进展：影响湿地甲烷排 放的因素；湿地碳循环过程对全球变暖的响应模式；湿地生态系统碳循环模拟。认为当前对湿地生态系统碳循 环认识的局限性，足导致碳循环成为全球变暖互馈机制中不确定性的主要原因之一。针对中国当前湿地生态 系统碳循环研究的特点，提出了中国未来湿地生态系统碳循环研究的焦点问题，即如何在气候变化及人类活动 双重影响下，维持中围湿地生态系统现有碳储存库的功能，以及如何提高已退化湿地的固碳功能及潜力。 关键词：湿地；碳源；碳汇；甲烷；气候变化；人类活动 中图分类号：Q14，X171．1 文献标识码：A 文章编号：1672·5948(2012)02-235—08 近年来，在全球变化背景下，湿地资源被过 度开发，湿地生态系统水文环境发生变化。湿地 在全球碳循环中扮演了特殊的角色，全球湿地面 积自1900年以来至今减少了50％，目前仅存 5．73×108hm2，约占地球陆地面积的6％f”。湿地土 壤存储的有机碳约占全球碳库的20％～25％ f350～535 Gt碳)Ⅲ。一方面，由于湿地生态系统水 分过饱和造成的厌氧特性，使微生物活动相对较 弱，植物残体分解以及碳释放过程十分缓慢，进而 形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层；因此，与 森林、草地等生态系统相比，湿地具有较高的固碳 潜力。据2004年估算，中国湿地土壤碳库碳存储 量达(8～10)Pg，在占国土面积不到4％的湿地土 壤中，却储存着全国约10％左右的碳。另一方面， 湿地还是重要温室气体CI-h的排放源，其CH4排放 量约占自然ClL排放量的80％(250 Tg)”l。在全球 变化导致水文条件变化的背景下，湿地生态系统， 尤其是北方高纬度或高海拔地区湿地中贮存的数 量巨大的碳极易释放到大气中”一，能否继续维持 其碳汇功能受到广泛的关注。近年来，国际上对 湿地生态系统碳循环方面的研究开展较多，总结 国外相关研究进展对中国湿地碳循环研究具有重 要意义。 1湿地碳源与碳汇评估中存在的几 个问题 一般情况下，湿地生态系统中，由于高水位造 成的厌氧环境，相对于生态系统呼吸释放的c02， 植物通过光合作用能够积累更多的有机质，这时 湿地生态系统足CO：的汇；同时，厌氧环境导致 C地的产生，因此湿地又是CH4的源。因此，植被 CO：净同化与生态系统CO：、CH。净释放问的平衡 决定了湿地生态系统是大气的碳源或碳汇。不 过，c}14与C02的红外吸收特征及其在大气中的寿 命不同，导致在百年尺度上，单位质量的cH4在大 气中的增温效果比CO：高25倍”】。因此，虽然某些 湿地表现为C02的净汇，但由于其释放大量的 cl{4，也可能表现为温室效应的源。以往研究中， 往往只考虑CO：[61或Ct-Ln81中的一种温室气体来 估测生态系统的碳平衡，显然不够准确。在评价 生态系统，尤其是湿地生态系统碳平衡的过程 中，同时考虑CO：和Ctt,这两种重要温室气体，将 更加准确地反映生态系统碳平衡的格局。B[ick． strand K等综合考虑CO：和CH,收支状况，评价了 收稿日期：201I-10—13：修订日期：2012．02-09 基金项目：林业公盏性行业科研等项项目(2009040019120120420t)；中央级公盏性科研院所基奉科研业务费专项资金项目(cAFlNT2011(209， CAFINT201IK07)资助。 作者简介；栾军伟(】982．)，男，山东省安丘人．博土，助理研究员，主要从事生态系统碳、氮过程研究-E-mail：luanjw@yahoo．coin，cn 万方数据
湿地科学 卷 瑞典北部亚北极泥炭地碳收支状况,提供了良好碳平衡中的作用仍需研究。 Chivers M等研究发 的范例門。预測湿地生态系统对未来气候变化及现,水位降低与升高造成阿拉斯加沼泽地碳汇功 湿地管理的反馈机制,综合了解湿地生态系统碳能相应地减弱与增强,主要是总初级生产力和光 (CO2和CH)收支状况及其驱动变量,对于正确评饱和光合作用的变化造成的,与生态系统的呼吸 价湿地生态系统碳源或是碳汇功能尤为重要。 作用无关叫; Juutinen s等发现,季节性淹水区域遭 湖泊、水库和河流等淡水湿地生态系统作为遇洪水时,CH的释放量不会增加,原因是这些地 陆地景观的一部分,其碳循环尚未纳入陆地温室区的CH生产潜力较低p; Freeman C竽研究发现, 气体平衡的评估中 Batviken D等对全球474水位降低后,CH排放的减少是由于产CH率降 个淡水生态系统的CH释放数据进行综合评佔发低,而不是CH被氧化造成的;对阿拉斯加苔原 现,全球淡水生态系统每年的CH释放量约为103进行的大型水位控制实验表明,水位降低初期 Tg2,换算为CO:则相当于0.65Pga(CO),如果加CH的排放量并没有显著降低,主要是由于解冻深 上 Tranvik LJ等对全球淡水生态系统CO2年释放度增加,使产CH土壤的体积增加,水位升高反而 量的佔计值14Pga(CO),全球淡水湿地生态使原有的碳汇变成碳源";对德国东南部矿质泥 系统温室气体释放量约为205Pga(CO),约占全炭沼泽进行的为期3a的水位降低控制实验,也未 球陆地碳汇(26±1.7)Pga的79%。淡水生态系对土壤吁吸、总初级生产以及地上呼吸产生显著 统在陆地温室气体平衡中占据了重要的组成部的影响凹,原因是矿质泥炭沼泽中的底物质 分。因此,以往陆地温室气体汇可能被过髙地评( substrate quanlity)较低;对加拿大渥太华地区雨养 价,前有关淡水生态系统中温室气体排放量的泥炭沼泽的研究表明,湿地生态系统呼吸主要受 测定,对末来全球陆地温室气体净通量的评估极泥炭的温度控制,而不是水位, Lafleur P M等认为 其重要 这可能由于该沼泽地的水位较低(30~75)cm 2湿地碳源与碳汇功能时空格局 养呼吸不受水位影响,水位降低会造成上下层泥 炭CO2生产的相互补偿;而 McconneIlNA等在 受全球变化的影响,植被CO净同化作用与水位控制实验中发现,水位能很好的解释水位降 生态系统CO2CH净释放作用之间的平衡被打低样地的生态系统呼吸温度是影响对照地生态 破。湿地能否继续作为大气碳汇,还是即将或已系统呼吸变异的主要因素,水位和温度则同时对 经成为大气碳源的问题受到广泛关注。对爱尔水位升高样地的生态系统呼吸变异有影响叫;对 兰北方泥炭地为期6a的观测发现,其中两年的加拿大沼泽地的研究表明 nee(net ecosystem ex CHL和溶解性有机碳(OC的损失之和超过了 change)的变异很大程度上受温度和PAR(光量子 CO固定量";夏季较暧或于早的年份,北方泥炭强度)影响与水位呈微弱正相关并且这种关系 地成为大气碳源;在过去20a间,气候变暖引起受植被类型微地形特征及气候条件年际间变异 的土壤干早,使得阿拉斯加北极苔原由原来的大影响 气碳汇变为碳源"η。湿地生态系统碳源与碳汇功 此外,全球变化引起的水位变化及土壤于早 能的年际波动现象,很大程度上取决于水热条件会造成厌氧与好氧环境的转变,可能直接导致湿 的年际差异。1900年以来全球湿地面积减少了地生态系统作为CO和CH的源或汇转变。短 近0%。湿地的丧失可能直接导致厌氧与好氧期内的水位变化主要改变湿地生态系统物理及化 环境的转变,使湿地生态系统作为CO2CH的源学过程,从而影响碳循环过程;而长期气候条件和 和汇功能发生转变呵·传统观点认为,水位降低水位变化还会通过改变植物四及微生物群落结构 抑制了CH的生产,刺激了CH的氧化和有氧矿组成等方式间接地影响温室气体的固定生产 化圓,提高了泥炭地CO的释放速率,造成自然泥和排放格局。由于生物环境因素的变化,植物光 炭地的净碳损失。研究发现湿地生态系统碳交合异养和自养呼吸过程,以及CH的生产氧化 换过程与水文条作之间的关系并非稳定不变水以及在土壤剖面中的传输过程都存在极大的时 位变化过程中,起决定作用的碳循环过程在湿地空变异性和不确定性刈。温度、光合有效辐射 万方数据
236 湿 地 科 学 10卷 瑞典北部亚北极泥炭地碳收支状况，提供了怠好 的范例一，。预测湿地生态系统对未来气候变化及 湿地管理的反馈机制，综合了解湿地生态系统碳 (co：和CH41收支状况及其驱动变量，对于正确评 价湿地生态系统碳源或足碳汇功能尤为重要。 湖泊、水库和河流等淡水湿地生态系统作为 陆地景观的一部分，其碳循环尚未纳入陆地温室 气体平衡的评估中”¨”。Batviken D等对全球474 个淡水生态系统的c}14释放数据进行综合评估发 现，全球淡水生态系统每年的C地释放量约为103 T∥”，换算为c02则相当于O．65 Pg／a(co：)，如果加 上Tmnvik L J等对全球淡水生态系统CO：年释放 量的估计值1，4 Pg／a(C02)I”】，全球淡水湿地生态 系统温室气体释放量约为2．05 Pg／a(CO：)，约占全 球陆地碳汇(2．6士1．7)Pg／at“1的79％。淡水生态系 统在陆地温室气体平衡中占据了重要的组成部 分。因此，以往陆地温室气体汇可能被过高地评 价，只前有关淡水生态系统中温室气体排放量的 测定，对末来全球陆地温室气体净通量的评估极 其重要。 2湿地碳源与碳汇功能时空格局 受全球变化的影响，植被CO：净同化作用与 生态系统CO：、CI-L净释放作用之间的平衡被打 破。湿地能否继续作为大气碳汇，还足即将或已 经成为大气碳源的问题受到广泛关注嗍。对爱尔 兰北方泥炭地为期6 a的观测发现，其中两年的 CI-L和溶解性有机碳(DOC)的损失之和超过了 CO：固定量””；夏季较暖或干旱的年份，北方泥炭 地成为大气碳源”“；在过去20 a间，气候变暖引起 的土壤干旱，使得阿拉斯加北极苔原由原来的大 气碳汇变为碳源”1。湿地生态系统碳源与碳汇功 能的年际波动现象，很大程度上取决于水热条件 的年际差异。1900年以来，全球湿地面积减少了 近50％“”。湿地的丧失可能直接导致厌氧与好氧 环境的转变，使湿地生态系统作为CO：、CIL的源 和汇功能发生转变”酬”。传统观点认为，水位降低 抑制了Cl-h的生产，刺激了CI-L的氧化和有氧矿 化㈣，提高了泥炭地CO：的释放速率，造成自然泥 炭绝的净碳损失。研究发现，湿地生态系统碳交 换过程与水文条件之问的关系并非稳定不变，水 位变化过程中，起决定作用的碳循环过程在湿地 碳平衡中的作用仍需研究。Chivers M等研究发 现，水位降低与升高造成阿拉斯加沼泽地碳汇功 能相应地减弱与增强，主要是总初级生产力和光 饱和光合作用的变化造成的，与生态系统的呼吸 作用无关””；Juutinen S等发现，季节性淹水区域遭 遇洪水时，CH4的释放量不会增加，原因是这些地 区的CH。生产潜力较低俐；Freeman C等研究发现， 水位降低后，c|14排放的减少是由于产CIL率降 低，而不是C地被氧化造成的瞄，；对阿拉斯加苔原 进行的大型水位控制实验表明，水位降低初期， CH4的排放量并没有显著降低，主要是由于解冻深 度增加，使产CI-L土壤的体积增加，水位升高反而 使原有的碳汇变成碳源“w：对德国东南部矿质泥 炭沼泽进行的为期3 a的水位降低控制实验，也未 对土壤呼吸、总初级生产以及地上呼吸产生显著 的影响””，原因是矿质泥炭沼泽中的底物质量 (substrate quanlity)较低；对加拿大渥太华地区雨养 泥炭沼泽的研究表明，湿地生态系统呼吸主要受 泥炭的温度控制，而不是水位，LafleurPM等认为 这可能由于该沼泽地的水位较低(30～75)cm，自 养呼吸不受水位影响，水位降低会造成上下层泥 炭C02生产的相互补偿Ⅲ1；而McConneli N A等在 水位控制实验中发现，水位能很好的解释水位降 低样地的生态系统呼吸，温度是影响对照地生态 系统呼吸变异的主要因素，水位和温度则同时对 水位升高样地的生态系统呼吸变异有影响o 51：对 加拿大沼泽地的研究表明，NEE(net ecosystem CX． changel的变异很大程度上受温度和PAR(光量子 强度)影响，与水位呈微弱正相关，并且这种关系 受植被类型、微地形特征及气候条件年际问变异 影响{Z6I。 此外，全球变化引起的水位变化及土壤干旱， 会造成厌氧与好氧环境的转变，可能直接导致湿 地生态系统作为CO：和CI-L的源或汇转变[16,19】。短 期内的水位变化主要改变湿地生态系统物理及化 学过程，从而影响碳循环过程；而长期气候条件和 水位变化还会通过改变植物071及微生物群落结构 组成o”等方式问接地影响温室气体的固定、生产 和排放格局。由于生物环境因素的变化，植物光 合、异养和自养呼吸过程。以及CI-L的生产、氧化 以及在土壤i；}|J面中的传输过程，都存在极大的时 空变异性和不确定性。9j“。温度、光合有效辐射、 万方数据
栾军伟等:国外湿地生态系统碳循环研究进展23 生物量、植物的生活型组成、根系分布深度、有效研究还指出植物的CH排放量惊人,但因无法证 物数量及质量,以及Fe供给等均在不同程度上实植物排放CH的生物化学机制,而在学术界引 影响以上某个或几个过程,从而导致湿地生态系起诸多争论。一种观点认为可能是由于土壤 统碳源及碳汇功能的时空变异刈。湿地生态系水分中溶解的CH被植物吸收,通过蒸腾作用或 统碳循环过程对水文条件变化的响应极为复杂,蒸发排放。但不管植物产生CH与否,植被显然 其过程与调控因子存在明显的区域性特征,深入是控制湿地CH排放的重要因子,已证明植物生 开展湿地生态系统碳动态变化及其调控机理研究长对CH排放的季节变化有很大影响国们。许多 显得十分必要。 研究发现,植物生物量与CH排放的空间差异有 3湿地甲烷排放 显著相关性。但有研究并未发现CH排放与净 生态系统交换及植物生长间的关系。因此,植 历史条件下湿地由于泥炭累积而成为重要的物生长与CH排放之间的关系可能与群落类型及 碳汇,同时又是CH的源叫,约占自然CH排放量的研究尺度甽等有关。植物产生CH这一发现使湿 80%(250Tg)/。湿地作为全球主要的CH排放源,地CH排放的不确定性增加,使全球CH排放的估 放强度的估算仍存在诸多问题。据PCC报道,算更加复杂化。 自然湿地每年释放CH4约(100~231)Tg,占全球 此外,湿地中CH排放的空间变异与具有不 CH释放的20%~39%。CH释放估算的不确定主同气体传输机制的水生植物的空间分布有关。生 要有两方面原因,一是由于植被和土壤微生物的巨活型影响CH的传输过程,对CH排放的空间变异 大差异干扰了CH的生产和消耗聞,使CH排放表影响最为突出,挺水植物可以直接将CH从土壤 现出较大的时空变异性,导致对全球C排放估算传输到大气,而沉水植物则将CHL传输到水中。 的不准确:另一方面CHL排放的野外观测技术手植物种类对湿地CH排放的影响在青藏高原的相 段仍比较落后,难于精确测定。温度和水位的日变关研究中也有体现。湿地物种组成和功能型差 化影响有氧和厌氧分解从而导致CH通量的动态异对CH排放也有一定的影响 Sutton-Grier A 变化,而气孔导度和光强門等同样对CH通量的E等发现,植物通过调控电子供体和受体来调控淡 日变化产生影响。研究证实,土壤或基质温度影水湿地CH的生产凹。不同群落间地下根系深度 响CHL排放的季节变化规律叫,但土壤温度却不的不同也会造成CH排放的差异,当优势种地下 能解释青藏高原东缘沼泽湿地CH通量的季节动部分较浅时,土壤氧化性更强,会导致CH排放量 态凹,原因尚不明确。研究发现,格陵兰岛苔原地较低明。可见,植物群落结构差异对湿地生态系 区在冰冻初期突然大量释放CH,改变了对北方高统温室气体的排放具有重要影响,而其影响机制 纬度地区CH释放时间格局的传统观点网。CH排决定于具体的湿地生态系统类型及其物种组成 放的时间格局是生物、物理、环境等多种因素综合 作用的结果并且不同湿地生态系统类型存在较大4湿地碳循环过程对全球变暖的响应 差异。此外,地下CH的生产受活性低分子有机化 陆地生态系统碳循环与气候间的反馈是当 合物对微生物呼吸的可用性的限制其生产直接与前气候变化预测中主要的不确定性因素之一S。 生长期根部低分子量碳的释放相关。研究表明,有关土壤有机碳分解对气候变暖响应的研究多 CH的生产极大程度上受底物可用性的限制,而集中在非淹水区矿质土壤,大量研究发现,呼 不受活性有机碳供给的限制叫。事实上,CH的释吸作用对长期增温的显著正响应存在“短命现 放在一方面依赖于底物的丰富程度,另一方面与象”( hort lived),这是由于驯化( acclimation)3、热 底物的起源关系密切婀。湿地生态系统复杂的环适应 hermal adaptation)或活性有机碳的快速损 境物理因素,导致目前对于温室气体排放时空格局耗以等现象造成的。活性土壤有机碳(abl)在 及其调控机理的研究仍欠缺 增温早期快速分解,在一定程度上托盖了惰性(re 近年来研究发现,在好氧条件下,陆生植物 calcitrans)碳库对温度响应的敏感性。然而,惰性 能够产生CH,这一发现挑战了“自然排放的碳库恰能反映土壤呼吸作用对于长期气候变暖的 CHL是微生物在厌氧条件下所产生”的传统观点,真实响应。全球最大的惰性土壤有机碳库储存 万方数据
2期 栾军伟等：国外湿地生态系统碳循环研究进展 237 生物量、植物的生活型组成、根系分布深度、有效 底物数量及质量，以及Fe”供给等均在不同程度上 影响以上某个或几个过程，从而导致湿地生态系 统碳源及碳汇功能的时空变异””“。湿地生态系 统碳循环过程对水文条件变化的响应极为复杂， 其过程与调控因子存在明显的区域性特征，深入 开展湿地生态系统碳动态变化及其调控机理研究 显得十分必要。 3湿地甲烷排放 历史条件下，湿地由于泥炭累积而成为重要的 碳汇，同时又是CI-L的源p”，约占自然CH4排放量的 80％(250 Tg)t2J。湿地作为全球主要的CH4排放源， 排放强度的估算仍存在诸多问题。据IPCC报道”1， 自然湿地每年释放CI-L,约(100～2311 Tg，占全球 CH4释放的20％～39％。CI-h释放估算的不确定主 要有两方面原因，一是由于植被和土壤微生物的巨 大差异干扰了CFI,的生产和消耗㈨，使CH4排放表 现出较大的时空变异性，导致对全球C地排放估算 的不准确：另一方面，C}14排放的野外观测技术手 段仍比较落后，难于精确测定。温度和水位的日变 化影响有氧和厌氧分解．从而导致CH4通量的动态 变化嘲，而气孔导度和光强I”1等同样对cH4通量的 日变化产生影响。研究证实，土壤或基质温度影 响cH4排放的季节变化规律04胡，但土壤温度却不 能解释青藏高原东缘沼泽湿地CH4通量的季节动 态””，原因尚不明确。研究发现，格陵兰岛苔原地 区在冰冻初期突然大量释放CI-h，改变了对北方高 纬度地区CH4释放时间格局的传统观点o”。cH4排 放的时间格局是生物、物理、环境等多种因素综合 作用的结果，并且不同湿地生态系统类型存在较大 差异。此外，地下C地的生产受活性低分子有机化 合物对微生物呼吸的可用性的限制，其生产直接与 生长期根部低分子量碳的释放相关脚1。研究表明， CH。的生产极大程度上受底物可用性的限制071，而 不受活性有机碳供给的限制”9I。事实上，CI-h的释 放在一方面依赖于底物的丰富程度㈣，另一方面与 底物的起源关系密切m删。湿地生态系统复杂的环 境物理因素，导致目前对于温室气体排放时空格局 及其调控机理的研究仍欠缺。 近年来研究发现，在好氧条件下，陆生植物 能够产生CH4【4”，这一发现挑战了“自然排放的 C}{4是微生物在厌氧条件下所产生”的传统观点， 研究还指出植物的cH4排放量惊人，但因无法证 实植物排放CI-I,的生物化学机制，而在学术界引 起诸多争论”“1。一种观点认为，可能足由于土壤 水分中溶解的CFh被植物吸收，通过蒸腾作用或 蒸发排放娜】。但不管植物产生cH4与否，植被显然 是控制湿地CH4排放的重要因子，已证明植物生 长对CH4排放的季节变化有很大影响”“”。许多 研究发现，植物生物量与CH4排放的空间差异有 显著相关性”目。但有研究并未发现cH4排放与净 生态系统交换””及植物生长间1491的关系。因此，植 物生长与CH4排放之间的关系可能与群落类型及 研究尺度n91等有关。植物产生C}14这一发现使湿 地C}王4排放的不确定性增加，使全球C}L排放的估 算更加复杂化。 此外，湿地中cH4排放的空间变异与具有不 同气体传输机制的水生植物的空间分布有关。生 活型影响CI-L的传输过程，对CH。排放的空间变异 影响最为突出，挺水植物可以直接将CH4从土壤 传输到大气，而沉水植物则将cH4传输到水中。 植物种类对湿地CH4排放的影响在青藏高原的相 关研究中也有体现㈨。湿地物种组成和功能型差 异对CH4排放也有一定的影响f5l】。SuRon-GrierA E等发现，植物通过调控电子供体和受体来调控淡 水湿地cH的生产n21。不同群落问地下根系深度 的不同也会造成CK,排放的差异，当优势种地下 部分较浅时，土壤氧化性更强，会导致CH4排放量 较低”31。可见，植物群落结构差异对湿地生态系 统温室气体的排放具有重要影响，面其影响机制 决定于具体的湿地生态系统类型及其物种组成。 4湿地碳循环过程对全球变暖的响应 陆地生态系统碳循环与气候问的反馈足当 前气候变化预测中主要的不确定性因素之一跚，。 有关土壤有机碳分解对气候变暖响应的研究多 集中在非淹水区矿质土壤陆明，大量研究发现，呼 吸作用对长期增温的显著正响应存在“短命现 象”(short lived)，这是由于驯化(acclimation)Is”、热 适应(thermal adaptation)15”或活性有机碳的快速损 耗唧·州等现象造成的。活性土壤有机碳(1abile)在 增温早期快速分解，在一定程度上j电盖了惰性(re— calcitrant)碳库对温度响应的敏感性。然而，惰性 碳库恰能反映土壤呼吸作用对于长期气候变暖的 真实响应”9I。全球最大的惰性土壤有机碳库储存 万方数据
238 湿地科学10卷 在沼泽中,沼泽中的惰性碳库与矿质化土壤中机碳分解对厌氧环境快速消失的响应机制方面的 的惰性碳库的区别在于,沼洋碳库的惰性特征很研究目前还很欠缺。 大程度上依赖于厌氧环境的存在。以往关于土 壤活性有机碳与惰性有机碳的温度敏感性问题存5湿地碳循环模拟 在争论1。近期更多研究表明,与酶动力学理论 预测全球变化对生态环境的影响是目前生物 致吣,惰性有机碳具有更髙的温度敏感性馴。地球化学研究领域的中心课题。环境因子(重力 因此,泥炭地中储存的大量惰性有机碳 old/recal-辐射、温度、湿度、ph和浓度)是控制元素迁移 citran可以为增温导致的呼吸加速提供源源不断转化的直接动力,其时空变化受气候、土壤植被和 的原料。对瑞典北部北方泥炭地长达8a的持续人类活动等制约。湿地生态系统在全球碳循环 增温实验中,未发现长期增温实验中的“短命现中的作用非常重要,但是对碳循环模型的研究明显 象”∞。由此可见,气候变暖导致沼洋,尤其是亚落后于森林、草地和农田生态系统。CaoM等最早 表层泥炭地有机碳的损失程度远远高于日前的估应用基于过程的CH,排放模型估算了全球湿地的 算。由于沼泽、泥炭湿地中贮存的大量有机碳对CH排放量,其中北方湿地为40mg(m2·<d),温带湿 未来气候变暖的响应特征明显有别于森林、草地地为150mg(m2"d,热带湿地为199mg(md 等生态系统。因此,以往关于气候变暖与碳循环研究指岀,甲烷排放对于气候变化的响应依赖于 正负反馈环的评估将面临新的挑战。 土壤碳储存、分解速率、土壤湿度和产烷菌活性等 气候变暖伴随水表面温度升高叩,代谢过程综合作用的结果,并进一步指出全球适度变暖将 增强,水生生态系统氧气消耗。溶氧降低会减促进CH释放,而过高的增温幅度反而会由于土 少氧气向沉积层的扩散,刺激产烷等厌氧过程的壤水分损耗使CH释放转而降低。湿地生态系 发生,从而进一步增加CH的释放。气候变暖还统由于厌氧分解的存在,其碳动态模拟方法有别 会改变初级生产力、增加有机质输入,并同时影于其他陆地生态系统。广泛使用的碳循环的模型 响产烷过程。研究发现,全球变暖导致北方湖泊中,仅 CENTURY、DNDc( denitrification and de 解冻,引起大量CH释放,其中湖泊边界释放的 composition model)和WMEM( wetland methane CH4占CH释放的绝大部分。解冻导致湖泊边界 emission model)模型考虑了厌氧状态四。近年来 面积增加,使西伯利亚将成为重要的CH源两。在DNDC模型基础上,有学者研发了w 尽管湖泊和水库有机碳的年埋存量超过海洋沉 land-DNDO模型,充分考虑了湿地土壤、水文和植 积物洲,但对于全球碳循环的重要组成部分——被对湿地碳循环的影响,考虑了水位变化、土壤特 内陆水体的研究却十分有限研究认为,湖征影响、水文条件对土壤温度影响、草本和苔藓植 泊深度、有机碳质量和湖泊营养状态等决定了湖物碳固定以及有氧条件对分解的影响等生物地球 泊沉积物矿化速率与温度间的关系。 Gudasz c化学过程四,促进了湿地碳动态模型的应用与发 等研究瑞典北部8个具冇不同养分状态、陆地可溶展;CuJ等利用该模型研究发现,植物、土壤有机 性有机碳和总磷输入的湖泊沉积物与温度间关系碳、水位变化等参数变化是引起模型模拟结果不 发现,湖泊沉积物的有机碳矿化速率与水温显著确定的主要因素,获取准确的初始碳含量、气候状 正相关。水温升高将导致矿化速率加快,有机态、净初级生产输入数据对于模型的准确性至关 碳埋存量降低。如果未来湖泊沉积物有机碳输入重要"; Frolking S等研究的PDM( peat decomposi 不变,根据IPCC在2007年公布的全球变暖情况计 tion model)模型用来计算长期的基于植被状态的 算,北方湖泊相应碳埋存能力将降低4%~27%泥炭积累和分解动态,并在PDM基础上发展了考 (0.9~64)Tga 虑湿地碳循环主要过程的基于植被状况和有机质 因此,全球变暖将极大程度地改变湿地生态分解的过程模型 PCARS( peatland carbon simula 系统碳循环过程。土壤活性有机碳和土壤惰性有 tor model,包括植物光合作用和呼吸作用、地上和 机碳的温度敏感性差异仍有争论,且以往相关研地下净初级生产力及凋落物、泥炭需氧及厌氧分 究成果多数来自于非淹水区矿质土壤。另外,有解、CH生产和氧化以及排放、可溶性有机碳流失 万方数据
238 湿 地 科 学 10卷 在沼泽中1601，沼泽中的惰性碳库与矿质化土壤中 的惰性碳库的区别在于，沼泽碳库的惰性特征很 大程度上依赖于厌氧环境的存在””。以往关于土 壤活性有机碳与惰性有机碳的温度敏感性问题存 在争论”‘“]。近期更多研究表明，与酶动力学理论 一致””，惰性有机碳具有更高的温度敏感性I“…。 因此，泥炭地中储存的大量惰性有机碳(old／recal． citrant)可以为增温导致的呼吸加速提供源源不断 的原料。对瑞典北部北方泥炭地长达8 a的持续 增温实验中，未发现长期增温实验中的“短命现 象”㈣。由此可见，气候变暖导致沼泽，尤其是亚 表层泥炭地有机碳的损失程度远远高于目前的估 算。由于沼泽、泥炭湿地中贮存的大量有机碳对 未来气候变暖的响应特征明显有别于森林、草地 等生态系统。因此，以往关于气候变暖与碳循环 正负反馈环的评估将面临新的挑战。 气候变暖伴随水表面温度升高【”，代谢过程 增强””，水生生态系统氧气消耗。溶氧降低会减 少氧气向沉jil{层的扩散，刺激产烷等厌氧过程的 发生，从而进一步增加CH4的释放。气候变暖还 会改变初级生产力、增加有机质输入，并同时影 响产烷过程。研究发现，全球变暖导致北方湖泊 解冻，引起大量CH。释放，其中湖泊边界释放的 cH4占c}14释放的绝大部分。解冻导致湖泊边界 面积增加，使西伯利砸将成为重要的CI-L源嗍。 尽管湖泊和水库有机碳的年埋存量超过海洋沉 积物㈨，但对于全球碳循环的重要组成部分—— 内陆水体的研究却十分有限u¨“”1。研究认为，湖 泊深度、有机碳质量和湖泊营养状态等决定了湖 泊沉积物矿化速率与温度问的关系”1。Gudasz C 等研究瑞典北部8个具有不同养分状态、陆地可溶 性有机碳和总磷输入的湖泊沉积物与温度问关系 发现，湖泊沉积物的有机碳矿化速率与水温显著 正相关啷1。水温升高将导致矿化速率加快，有机 碳埋存量降低。如果未来湖泊沉积物有机碳输入 不变，根据IPCC在2007年公布的全球变暖清况计 算，北方湖泊相应碳埋存能力将降低4％～27％ (0．9～6．4)Tg／aa 因此，全球变暖将极大程度地改变湿地生态 系统碳循环过程。土壤活性有机碳和土壤惰性有 机碳的温度敏感性差异仍有争论，且以往相关研 究成果多数来自于非淹水区矿质土壤。另外，有 机碳分解对厌氧环境快速消失的响应机制方面的 研究目前还很欠缺。 5湿地碳循环模拟 预测全球变化对生态环境的影响是目前生物 地球化学研究领域的中心课题。环境因子(重力、 辐射、温度、湿度、pH、Eh和浓度)是控制元素迁移 转化的直接动力，其时空变化受气候、土壤、植被和 人类活动等制约即】。湿地生态系统在全球碳循环 中的作用非常重要，但是对碳循环模型的研究明显 落后于森林、草地和农田生态系统。Cao M等最早 应用基于过程的CH4排放模型估算了全球湿地的 CH4排放量，其中北方湿地为40 mg／(m2．d)，温带湿 地为150 mg／(m2·d)，热带湿地为199 mg／(m2·d)㈣。 研究指出，甲烷排放对于气候变化的响应依赖于 土壤碳储存、分解速率、土壤湿度和产烷菌活性等 综合作用的结果，并进一步指出全球适度变暖将 促进CI-L释放，而过高的增温幅度反而会由于土 壤水分损耗使CH4释放转而降低[7l】。湿地生态系 统由于厌氧分解的存在，其碳动态模拟方法有别 于其他陆地生态系统。广泛使用的碳循环的模型 中，仅CENTURY、DNDC(denitrification and de— composition modell和WMEM(wetland methane emission model)模型考虑了厌氧状态【72)。近年来， 在DNDC模型基础上，有学者研发了wet． 1and—DNDC模型，充分考虑了湿地土壤、水文和植 被对湿地碳循环的影响，考虑了水位变化、土壤特 征影响、水文条件对土壤温度影响、草本和苔藓植 物碳固定以及有氧条件对分解的影响等生物地球 化学过程””，促进了湿地碳动态模型的应用与发 展；Cui J等利用该模型研究发现，植物、土壤有机 碳、水位变化等参数变化是引起模型模拟结果不 确定的主要因素，获取准确的初始碳含量、气候状 态、净初级生产输入数据对于模型的准确性至关 重要‘741 Frolking S等研究的PDM(peat decomposi． tion model)模型用来计算长期的基于植被状态的 泥炭积累和分解动态，并在PDM基础上发展了考 虑湿地碳循环主要过程的基于植被状况和有机质 分解的过程模型PCARS(peatland carbon simula． tormodel)，包括植物光合作用和呼吸作用、地上和 地下净初级生产力及凋落物、泥炭需氧及厌氧分 解、CI-L生产和氧化以及排放、可溶性有机碳流失 万方数据
栾军伟等:国外湿地生态系统碳循环研究进展 等主要碳循环过程ˉ。湿地碳动态过程不仅受机制。湿地生态系统地理空间变异较大,气候变 环境因子的变化影响,还与特定区域的气候与土化复杂,受人类活动千扰,增加了全球尺度土壤碳 壤要素有关。近年来,利用卫星数据进行湿地收支评估的难度。湿地生态系统碳收支评估及其 CHL排放估算的硏究逐步发展,但多数模型仍存对未来气候变化响应的实验及模拟研究都已明显 在区域局限性,在大尺度上的预测极为有限。目落后于森林和草地生态系统。目前有关湿地生态 前,模型研究的重点是在以往研究基础上,基于区系统碳动态变化的研究,多基于有限时空尺度的 域环境植被特征的模型参数化方案、敏感性及其零星研究,缺少系统的、长期的定位研究以及覆」 模拟能力评估。近年来在预报学基础上发展起多类型、大尺度的综合研究及模拟。因此,开展气 来的数据同化 data assimilation)技术迅速应用于候变化与人类活动下湿地碳动态变化及其调控机 陆地生态系统碳循环领域的研究~,为湿地生态理的系统研究,揭示湿地碳积累过程规律与机制 系统的碳循环模拟预測研究提供了新的思路。 及其与气候变化、人类活动的相互作用机理,前 6展望 促进管理生态系统固持大气CO2的科学量化,提 高湿地碳收支评估的科学性,加深对湿地生态系 湿地生态系统的固碳功能已在全球范围内达统碳累积过程和维持机制的理解,促进陆地生态 成共识。湿地保护产生的减排量尚未列入缓解气系统碳收支科学发展,并为应对全球变化提供 候变化的途径与碳减排的多边机制中,但其减排策支持 潜力作为各国应对气候变化和碳减排履约具有重 大意义,当前,对于全球范围内主要泥炭湿地,如参考文献 北美高纬度泥炭湿地和热带森林泥炭湿地等的研 究,旨在解决全球变化条件下泥炭湿地碳库稳定[ GOrham E. The Biogeochemistry of Northern Peatlands and Its 性问题,与未退化沼泽湿地相比退化湿地由于 Possible Responses to Global Warming in Biotic Feedbacks in the Global Climatic System Woodwell. G M, MacKenzie F T. Oxford 水文条件、环境和植被等的改变,造成储存的有机 University Press: New York, 1995. 169-187. 碳快速大量地丢失,另一方面生态系统格局与过 程的改变使当前退化湿地生态系统的固碳功能显 al Modelling CH, emissions from arctic wetlands: effects of hydro- 著降低。与原始状态湿地生态系统相比,退化湿 ogical parameterization!] Biogensciences.20.501ll 地生态系统的碳汇潜力十分巨大。因此,如何在 JAlm J, Schulman L, Walden J, eta. Carbon balance of boreal bo 气候变化和人类活动双重影响下,一方面维持湿 uring a year with an exceptionally dry summer[]. Ecology, 地生态系统现有碳储存库的功能,另一方面提高 4]wickland K P, StriegI R G, Mast M A, et al. interannual 退化湿地的固碳功能成为当前亟待解决的科学问 of soil respiration in two New England forests[ Global Biogeo- 题。总体来说,对当前湿地植被和土壤碳储量、固 chen Cycles.,200,15(2)321 碳速率和固碳潜力,土壤有机碳稳定性及其与水5pPc, Climate Chang=20 The Physical Science B-sco町 文条件间关系知识的缺乏,以及碳通量原位观测 bution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the 技术的不成熟和土壤固碳功能长期定位观测研究 Intergovernmental Panel on Climate Change. Car 的不足,都增加了解决上述问題的难度。不过新 ty Press: Cambridge, 200 [6Lund M, Lindroth A, Christensen TR, ef al. Annual CO, balance 方法与技术,如“核磁共振技术和"CO2稳定同位 ofa 素标记技术等的应用对进一步了解湿地碳化学组7 Rinne J,, Riutta T, Pihlatie M, et aL. Annual cyele of methane emis- 成和碳循环过程,尤其是光合作用固定碳的分配 sion from a boreal fen measured by the eddy covariance technique 机制提供了可能。基于通量观测的开路或闭路式 门 Tellus B,2007,593)449-457 高频率CH观测设备的应用也将促进对湿地甲烷 8Jackowicz K Marcin, Christensen T R, Bakstrand K, et al. Annual cycle of methane emission from a subarctic peatland[ ] Joumal of 排放的研究 湿地生态系统通过水位来调控好氧、厌氧环(9 Backstrand K CnlIPM, Jackowicz-Korczynski M, et al. Annual 境的转变,决定湿地土壤碳储存能力的大小,而水 carbon gas budget for a subarctic peatland, Northem Sweden[J 位变化远不能解释湿地土壤有机碳固定的容量与 Biogeosciences, 2010, 7(1): 95-108 万方数据
2期 栾军伟等：国外湿地生态系统碳循环研究进展 239 等主要碳循环过程F‘…。湿地碳动态过程不仅受 环境因子的变化影响。还与特定区域的气候与土 壤要素有关【74，。近年来，利用卫星数据进行湿地 CH4排放估算的研究逐步发展盯I，但多数模型仍存 在区域局限性，在大尺度上的预测极为有限。目 前，模型研究的重点是在以往研究基础上，基于区 域环境植被特征的模型参数化方案、敏感性及其 模拟能力评估。近年来，在预报学基础上发展起 来的数据同化(data assimilation)技术迅速应用于 陆地生态系统碳循环领域的研究”“…，为湿地生态 系统的碳循环模拟预测研究提供了新的思路。 6展望 湿地生态系统的固碳功能已在全球范围内达 成共识。湿地保护产生的减排量尚未列入缓解气 候变化的途径与碳减排的多边机制中，但其减排 潜力作为各国应对气候变化和碳减排履约具有重 大意义。当前，对于全球范围内主要泥炭湿地，如 北美高纬度泥炭湿地和热带森林泥炭湿地等的研 究，旨在解决全球变化条件下泥炭湿地碳库稳定 性问题。与未退化沼泽湿地相比，退化湿地由于 水文条件、环境和植被等的改变，造成储存的有机 碳快速大量地丢失，另一方面，生态系统格局与过 程的改变便当前退化湿地生态系统的固碳功能显 著降低。与原始状态湿地生态系统相比，退化湿 地生态系统的碳汇潜力十分巨大。因此，如何在 气候变化和人类活动双重影响下，一方面维持湿 地生态系统现有碳储存库的功能，另一方面提高 退化湿地的固碳功能成为当前亟待解决的科学问 题。总体来说，对当前湿地植被和土壤碳储量、固 碳速率和固碳潜力，土壤有机碳稳定性及其与水 文条件问关系知识的缺乏，以及碳通量原位观测 技术的不成熟和土壤固碳功能长期定位观测研究 的不足，都增加了解决上述问题的难度。不过，新 方法与技术，如”c核磁共振技术和”CO：稳定同位 素标记技术等的应用对进一步了解湿地碳化学组 成和碳循环过程，尤其是光合作用固定碳的分配 机制提供了可能。基于通量观测的开路或闭路式 高频率CH4观测设备的应用也将促进对湿地甲烷 排放的研究。 湿地生态系统通过水位来调控好氧、厌氧环 境的转变，决定湿地土壤碳储存能力的大小，而水 位变化远不能解释湿地土壤有机碳固定的容量与 机制。湿地生态系统地理空间变异较大，气候变 化复杂，受人类活动干扰，增加了全球尺度土壤碳 收支评估的难度。湿地生态系统碳收支评估及其 对未来气候变化响应的实验及模拟研究都已明显 落后于森林和草地生态系统。目前有关湿地生态 系统碳动态变化的研究，多基于有限时空尺度的 零星研究，缺少系统的、长期的定位研究以及覆盖 多类型、大尺度的综合研究及模拟。因此，开展气 候变化与人类活动下湿地碳动态变化及其调控机 理的系统研究，揭示湿地碳积累过程规律与机制 及其与气候变化、人类活动的相互作用机理，能够 促进管理生态系统固持大气CO：的科学量化，提 高湿地碳收支评估的科学性，加深对湿地生态系 统碳累积过程和维持机制的理解，促进陆地生态 系统碳收支科学发展，并为应对全球变化提供决 策支持。 参考文献 [1]Gorham E．The Biogeochemistry of Northern Peatlands and Its Possible Responses to Global Warming in Biotic Feedbacks in the Global Climatic System Woodwell．G M．MacKenzie F T．Oxford University Press：New YorL 1995．169一187． [2]Petrescu A M 1L van Huissteden J，Jackowicz·Korczynski M，et 吐Modelling CH‘emissions from arctic wetlands：effects of hydrologicalpararneterizafion叨．Biogeoseiences，2008，5(I)：1Il—121． [3]Aim J，Schulman L，Walden J，n a／．Carbon balance of boreal bog during a year with an exceptionally dry summer叨．Ecology, 1999．80(’1)：161-174． (4]Wickland K只Striegl RG，Mast M丸以at．Interannual variation of soil respiration in two New England forests叨．Global Biogeochem Cycles，2001．15(2)：321-335． [5]IPCC，Climate Change 2007：The ehysical Science Basis．Conlribution ofWorking Group I to the Fourth Assessment Repog ofthe intergovemmental Panel on Climate Change．Cambridge Universi· ty Press：Cambridge，2007． [6]Lund M，Lindroth A，Christensen T凡盯a／．Annual C02 balance ofa temperate bog[J]．Tellus B，2007，59(5)：804-811． 【7]Rinne J’Riuna T’Pihlafie M，et n正Annual cycle ofmethane emis· sion from a boreal fen measured by the eddy covarianee technique 【』】．Tellus B，2007，59(3)：449-457． [8]Jackowicz K Marcin，Christensen T凡B驮strand l('el n1．Annual cycle of methane emission from asubarctic peatland[J]．Journal of Geophysical Research，2010,115(G2)：G02009． [9]Bilckstrand IL Crill P M，Jaekowiez-Korezyfiski M，et a／．Annual carbon gas budget for asubarctic peatland，Northern Sweden[J]． Biogeosciences，2010，7(1)：95·108． 万方数据
240 湿地科学 10卷 [10JBattin T J, Luyssaert S. Kaplan L A, et a. The boundless carbon [26 Malhotra A. Wieder R, Vint D H, et al. Relationships between ce[] Nature,2009,2(9)598600 NEP and water table position in a west poor fen dur- [ll] JJ, Prairie Y T, Caraco N F, et al. Plumbing the global car Ing Integrating inland waters into the terrestrial carbon Meeting2010,2010 budget]. Ecosystems, 2007, 10(1): 172-185. [27]Weltzin J F, Pastor J, Harth C, et al. Response of bog and fen 12 Baseviken D, Tranvik L I, Downing J A, ef al. ater meth- plant dormmunities to warming and watet-table manipulations[ ane Emissions Offset the Continental Carbon Sink[]. Science, Ecology,200081(12)34643478. 2011,331(6013)50. 28 YrjaIa k, Tuomivirta T, Juottonen H, et aL. CH production and [13]Tranvik L J, Downing J A, Cotner J B, et al. Lakes and reser- oxidation processes in a boreal fen ecosystem after long-term water table drawdownJ]. Global Change Biology, 2011. 17(3): and Oceanography, 2009, 346): 2 298-231 I3lL-1320 [14JDenman K L, G Brasseur, A Chidthaisung, et al. Couplings Be. [29]Mastepanow M, Sigsgaard C, Dlugokencky E J, et al. Large nn- tween Changes in the Climate System and Biogeochemistry] In Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Solomon (7222:2628-630 S, DQin, M Manning, et al. Cambridge Univ Press: New York. [30]Treat CC, Bubier JL Warmer R K, ef al. Timescale dependence trols on CH, flux in a [15] Kochler A K, Sontocomola M, Kiely G. How strong is the temperate fen[]. Journal of Geophysical Research, 2007, 112 rent carbon sequestration of an Atlantic blanket bogOr? Global (G: Change Biology, 2010, 17(1): 309-31 31]Smith L C, MacDonald G M, velichko AA, e al. Siberian Peat- [16]Waddington J M, Roulet N T. Carbon balance of a boreal pat- termed peatland[J]. Global Change Biology, 2000, 6(I): 87-97 Early Holocene[]. Science, 2004, 303(5656): 353-350 [17JOechei w C, George L V, Steven J H, et al. Change in Arctic [32]Laanbroek H ]. Methane emission from natural wetlands: inter- CO Flux Over Two Decades: Effects of Climate Change at Bar ow, Alaska[]. Ecol Appl. 1995, 5(3): 846-855 es A mini-review[]. Annals of Botany, 2010, 105(1: 141-153 [18 Mitsch w J, Gosselink JG. Wetlands(Fourth Edition). John [33]Hirota M, Tang Y, Hu Q, et al. Methane emissions from dierent wiley Sons Inc. Hoboken, New Jersey, USA, 2007. vegetation zones in a Qinghai-Tibetan Plateau wetland J]. Soil [19]Zona D, Oechel w C, Kochendorfer J, et al. Methane fluxes dur- Biology and Biochemistry, 2004, 36(5): 737-748 [34]Kim J, verma S B. Billesbach D P. Seasonal variation in meth- ment in the Alaskan Arctic tundra[]. Global Biogeochem Cy emission frum a temperate Phragmites-dominated marsh: ef- es2009,23(2):2013. [20Juutinen S, Alm J, Larmola T, et al. Methane(CHa)release from Change Biology, 1999, 5(4): 433-440 littoral wetlands of Boreal lakes during an extended flooding pe- [3S]Nakano T, Kun yoshi S, Fukuda M. Temporal variation in rod] Global Change Biology, 2003, 9(3): 413-424. [21 ]Chivers M, Turetsky M, Waddington J, e al. Effects of Experi- northeastern Siberia[J]. Atmospheric Emvironment, 2000, 34 ental Water Table and Temperature Manipulations on Ecosys- (8)120512I3 tem CO Fluxes in an Alaskan Rich Fen[]. Ecosystems, 2009, 12 [36]Van der Nat F J, Middelburg J J Methane emission from tidal freshwater marshes[]. Biogeochemistry, 2000, 49(2): 103-121 [22 Freeman C, Nevison G B, Kang H, et al. Contrasted effects of [37]Kankaala P, Bergstrom L Emission and oxidation of methane simulated drought on the production and oxidation of methane in Equisetum fluviatile stands growing on organic sediment and a mid-Wales wetland ) Soil Biology and Biochemistry, 2002, 34 sand bottoms[]. (l)61-7 8Kankaala P, Kaki T, Makela S, et al. Methane efflux in relation [23[Muhr J, Hohle J, Otieno D O, et al, Manipulative lowering e to plant biomass and sediment characteristics in stands of three ter table during summer does not affect CO take in a fen in Germany []. Ecological Applications, 2011, 21 (2:391-401 [39)Ding W, Cai Z, Tsuruta H. Factors affecting seasonal variation [24] Lafleur P M, Moore TR, Roulet N T, et al. Ecosystem Respira- of methane concentration in water in a freshwater marsh vegetal- nds on Peat Temperature But ed with Carex lasiocarpa[J]. Biology and Fertility of soils, 2005. Not Water Table[] Ecosystems, 2005, 8(6): 619-629 41(1)1-8 [25]Mc Connell N A, McGuire A D, Harden JW, et aL. Controls on [40Ding W, Cai Z, Tsuruta H, et al. Effect of standing water depth can Geophysical Union, Fall Meeting 2010. 2010. na(J. Atmospheric Environment, 2002, 36(33): 5 149-5 157 万方数据
240 湿 地 科 学 10卷 【10]Battin T】，Luyssaert S'Kaplan LA，et s1．The boundless carbon cycle[J]．Nature，2009，2(9)：598·600． 【11]Cole J J，PrairieY T’CaracoN F，etal．Plumbingthe global car— bon cycle：hltegra劬g inland waters into the terrestrial carbon budget[J]．Ecosystems，2007，10(1)：172—185． 【12]8astviken D，Tranvik L J，Downing J A，et n!．Freshwater Methane Emissions Offset the Continental Carbon Sink[J]．Science, 20ll，33l(6013)：50． [13]Tranvik L J，Downmg J A，Comer J B，et a1．Lakes and resetvolts as regulators of carbon cycling and climate[J]．Limnology and Oceanography,2009，“(6)：2 298—2 3 14． 11 4]Denman KL，G Brasseur,A Chidthaisong，etⅡ￡．Couplings Be— 1ween Changes in the Climate System and Biogeochemistry[j]． In Climate Change 2007：The Physical Science Basis，Solomon S，D Qin，M Manning，et a1．Cambridge Univ．Press：New York， 加07． 【15]Koehler A k Sottocomola M，Kiely G，How strong is the current carbon sequestration of an Atlantic blanket bog[J]?Global Change Biology,2010，17(1)：309·319． [16]Waddin910n J M．Roulet N T．Carbon balance of n boreal pat— temedpeatland[J]．Global Change Biology,2000，6(1)：87-97， 【17]Oechel W C，George L v．Steven J H，et a1．Change in Arctic C0】Flux Ovcr Two Dccades：Effects of Climate Change at Batrow．Alaska[J]．EcolAppl，1995，5(3)：846—855． 【18]Mitsch W J，Gosselink J G．Wetlands(Fourth Edition)．John Wiley＆Sons Inc．：Hoboken,New Jersey,USA．2007． [19]Zona 13，Oechel W C。Kochendorfer J，“越．Methane fluxes during the initiation ofa large·scale water table manipulation experi· ment in the Alaskan Arctic tundra叨．Global Biogeochem Cycles，2009，23(2)：2 013． 【20]Juutinen S，Alm J，Larmola T'日a1．Methane(CH4)release from littoral wetlands of Boreal lakes during an extended flooding pcnod[J]．Global Change Biology,2003，9(3)：413-424． 【21]Chivers M，Turetsky M，Waddington J'el u1．Effects of Experi· mental Water Table and Temperature Manipulations on Ecosys— tern C02 Fluxes in an Alaskan Rich Fen[J]．Ecosystems，2009，12 (8l：l 329-l 342． 【22]Freeman C，Nevison G B，Kang H，el a1．Contrasted effects of simulated drought on the production and oxidation ofmethane in a mid—Wales wetland【叨．Soil Biology and Biochemistry,2002。34 (1)：61-67． [23]Muhr J，Hfhle J，Otieno D 0，n u1．Manipulative lowering ofthe watef table during sunnTifff does not affect C△emissions and uptake in a fen in Germany[J]．Ecological Applications，201l，21 (2)：391-401． 【24]Lafleur P M，Moore TR Roalet N T，et a1．Ecosystem Respiretion in a Cool Temperate Bog Depends on Peat Temperature But Not Water Table[J]．Ecosystems，2005，8(6)：61 9-629． [25]McConaell N A，McGuire AD，Harden J w’甜a1．Controls on ecosystem and mot respiration in∞Alaskan peatland．In Ameri— call Geophysical Union,Fall Meeting 2010，2010． [26]Malhotra A，Winder＆Virt D H。et a1．Relalionships between NEP and water table position in a western Canadian poor fen during a wet and a dry year．In American Geophysical Union，Fall Meeting 2010，2010． [27]Weltzin J F'Pastor J'Harth C，et a1．Response of bog and fen plant dommanities to warming and water-table manipulationsm， Ecology,2000。81(12)：3 464-3 478． 【281Yrjala k Tanmivirra T，Juouonan H，et a1．CH．production and oxidation processes in a boreal fen ecosystem after long—term water table drawdown[J]．Global Change Biology,2011，17(3)： l 31I．I 320． 【29]Mastepanov M，Sigsgaard C Dlugokencky E J，et 01．Large Rilldra methane bunt during onset of freezing[J]．Natme，2008，456 (7222)：628—630． [30]Treat C C，Bubier J L，Vamer R k et u1．Timescale dependence of environmental and plant．mediated controls on CH‘flux in a temperate fcn[J】Journal of Geophysical Research,2007，112 (G1)：G01014． 【31]Smith L C，MacDonald G M，Velichko AA，et甜．Siberian Peatlands aNet Carbon Sink and Global Methane Source Since the Early Holocene[J]．Science，2004，303(5656)：353．356． 【32]Laanbroek H J．Methane emission from natural wetlands：interplay between emergent macrophytes and soil microbial process· es．Amini—review[J]．Annals ofBotany,2010，105(I)：141—153． 【33]Hirota M，Tang Y Hu Q，et al，Methane emissions from different vegetation zones in a Qinghai—Tibetan Plateau wetland[J]．Soil Biology and Biochemistry,2004，36(5)："]37-748， 【34]Kim J’Vcrma S B。Billesb∞h D P．Seasonal variation in methane emission from a temperate Phragmites-dominated marsh：el'- feet of growth stage and plant-mediated Uansport[f1．Global Change Biology,1999，5(4)：433-440． 135】Nakano T’Kuniyoshi S，Fukuda M．Temporal variation in methane emission from tundra wetlands in a permafrost area， northeastern Siberia[J]．Atmospheric Environment，2000，34 (8)：l 205一l 213． 【36lOan der Nat F J，Middelburg J J．Methane emission fiom tidal freshwater marshes[J]，Biogeochemistry,2000，49(2)：103—121． 【37]Kankaala P．Bergstr6m I．EmiSsion and oxidation of methane in Equisetum fluviatile smnds growing on organic sediment and sand bottoms[j]．Biogeochemistry,2004，67(1)：21-37． 【38]Kankaala P，Khki T’M／ikel／t S，et a1．Methane effiux in relation to plant biemiL,S and sediment characteristics in stands of thtee common emergent maerophytes in boreal mesoentrophic lakes 叨．Global Change Biology,2005，1l(1)：145—153． 【39]Dine w，Cni z，Tsuruta H．Factors affecting seasonal variation ofmethane concentration in war．el"in a freshwater marsh vegetalcd with Carex lasiocarpa[J]，Biology and Fertility of Soils，2005。 41(1)：l-g， 【40]Ding w，Cai z，"l'suruta H，el d．Effect of standing water depth on methane emissions from freshwater marshes in northeast Chi— nay]．AtmOSpherie Environment,2002，36(33)：5 149·5 157． 万方数据
栾军伟等:国外湿地生态系统碳循环研究进展 241 [41 Keppler F, Hamilton JT G, Bra M, et al. Methane emissions Letters,2008,112):1316-1327 from terrestrial plants under aerobic conditions[J). Nature, 2006, [59)Davidson E A, Janssens I A Temperature sensitivity of soil 97073:187-191 bon decomposition and feedbacks to climate change[]. Nature, [42 Lelieveld J. Climate change: A nasty surprise in the greenhouse 2006,440:165173 [60]Dorrepaal E, Toet S, van Logtestijn R S P, ef al. Carbon respira- [43]Lowe D C Global change: A green source of surprise[]. Nature, tion from subsurface peat accelerated by climate warming in the 2006,4397073)148-149 subarctic[J]. Nature, 2009, 460(7255): 616-619. [44] Dueck T A, De Visser R, Poorter H, et al. No evidence for sub- [61]Fang C, Smith P, Moncrieff JB, ef al. Similar response of labile antial aerobic methane emission by terrestrial plants: a 13c-la- and resistant soil organic matter pools to changes in temperature elling approach[]. New Phytologist, 2007, 175(1): 29-35 门 Nature,2005433702l):57 5) NisbetRER, Fisher R, Nimmo R H, et al. Emission of meth- [62 Bosatta E, Agren G L Soil organic matter quality interpreted ther- ane from plants. Proceedings of the Royal Society B: Biological modymamically[J]. Soil Biology and Biochemistry, 1999, 31(13) Sciences, 2009. 18891891 [46Joabsson A, Christensen T R. Methane emissions from wetlands [63]Hartley I P, Ineson P. Substrate quality and the temperature sens- nd their relationship with vascular plants: an Arctic example(] tivity of soil organic matter decomposition[J]. Soil Biology lobal Change Biology, 2001, 7(8) 919-932. Biochemistry, 2008, 40: 1 567-1 574. [47]Brix H, Sorrell B K, Lorenzen B. Are Phragmites-dominated [64]Conant R T, Drijber RA, Haddix M L, et al. Sensitivity of organ- Mands a et source or net sink of greenhouse gases[]? Aquat- c Botany,2001,69(24:313-324 Global Change Biology, 2008, 14: 1-1( (48 Ding W, Cai Z Tsuruta H, et al. Key factors affecting spatial [65]Walter K M, Zimo S A, Chanton JP, et al. Methane ariation of methane emissions from freshwater marshes[ ]. Che- from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warm- mosher,2003,51(3):167173 ing[J].Nature2006,443(107:71-75. [49JKankanla P, Ojala A, Klki T. Temporal and spatial variation in [66]Dean W E Gorham E Magnitude and significance of carbon burial in lakes, reservoirs, and peatlands). Geology, 1998, 26 al lake[]. Biogeochemistry, 2004, 68(3): 297-31t (6:535538 50JCao G, Xu X, Long, et al. Methane emissions by alpine plant [67]Heye C, Kalfr J. Organic Matter Mineralization Rates in Sedi- in the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Biol Lett, 2008, 4 ments: A Within- and Among-Lake Study[]. Limnology and Oceanography,1998.43(4):695-705. [5UJStrbm L, Mastepanow M. Christensen T. Species-specific Effects [68]Gudasz C, Bastviken D, Steger K, et al. Temperature-controlled of vascular plants on Carbon Turnover and Methane Emissions organic carbon mineralization in lake sediments[]. Nature, om Wetlands(J. Biogeochemistry, 2005, 75(1): 65-82. 2010,466(7310)11341134. [52] Grier A E, Megonigal JP. Plant species traits regulate [69 Yu. L. Mel chakov, V T Surikov. Comparison of the intensities methane production in freshwater wetland soils[]. Soil Biology of evapotranspiration mass element transfer in Taiga landscapes of the northem and middle urals[J]. Russian Journal of Ecology, 53]Friedlingstein P, Cox P, Betts R, ef al. Climate-carbon Cycle Feedback Analysis: Results from the C4MIP Model Intercompar- [70]Cao M, Marshall S, Gregson K. Global carbon exchange and on[J] Journal of Climate, 2006, 19(14): 3 337-3 353 methane emissions from natural wetlands: Application of a pro- [S4] M, Steudler P A, Aber J D, et al. Soil warming and car bon-cycle feedbacks to the climate system[]. Science, 2002, 298 (D9 9:14399-14414 (560)2173-2176. [7I]Cao M, Gregson K, Marshall S. Global methane emission from [55]Kirschbaum M U F. The temperature dependence of organic-mat- wetlands and its sensitivity to climate changel]. Atmospheric ter decomposition-still a topic of debate[]. Soil Biology Bio- Environment,1998,32(19}3293-3299. mistry,200,38(9)2510-2518 [72 Trettin CC, Song B, Jurgensen M F, et aL. Existing soil carbon [56]Luo Y, Wan S, Hui D, et al. Acclimatization of soil respiration to pply to forested wetlands[ ] Department of Agni ming in a tall grass prairie!]. Nature, 2001, 413(6856) culture, Forest Service, Southen Research Station, [73]Zhang Y, LiC, Trettin CC, et al. An integrated model of soil, hy- [57]Knorr W, Prentice I C, House J 1, et al. Long-term sensitivity of drology, and vegetation for carbon dynamics in wetland ecosys- soil carbon tumover to warming[]. Nature, 2005, 433(7023) tems(. Global Biogeochem Cycles, 2002, 16(4): 1 061 298-301 [74JCui 3, Li C, Trettin C. Analyzing the ecosystem carbon and hydro- [58 Bradford M A, Davies C A, Frey S D, et al. Thermal adaptation logic characteristics of forested wetland using a biogeochemical of soil microbial respiration to elevated temperature[]. Ecology process model[]. Global Change Biology, 2005, 11(2): 278-289 万方数据
2期 栾军伟等：国外湿地生态系统碳循环研究进展 241 【4i]Keppler F’Hamilton J T G，Bm M，et a1．Methane emissions from terrestrial plants under aerobic ennditionsⅢ．Nature,2006， 439(7073)：187．191． 【42]Lelieveld J．Climate change：A nasty surprise in the gt∞lhonse 田．Nature，2006,443(71 10)：405-406, [43]Lowe D C．Global change：A green source of surprise[J]．Nature, 2006，439(7073)：148．149． [44]Dueek T A，De Visser心Ponrter H，et a1．No evidence for substamial aerobic methane emission by terrestrial plants：a 13C—labelling approach[J]．New Phytologist，2007，175(1)：29·35． 【45J Nisbet R EIL Fisher民Nimmo R H，et a1．Emission of meth· a／Ie from plants．Proceedings of the Royal Society B：Biological Sciences，2009． [46]Joabsson A，Christefl∞n T IL Methane emissions from wetlands and their relationship with vascular plants：an Arctic examplem． Global Change Biology,2001，7(8)：919—932． [47]Brix H，Sorrell B k Lorenzen B．Arc Phragmites-dominated wetlands anet source el net sink of greenhouse gases[J]7 Aquatic Botany,2001，69(2-4)：3 13-324． 【48]Ding w，Cai Z，Tsuruta H，et a1．Key factors affecting spatial variation ofmethane emissions from freshwater marshes[J]．Che· mosphere，2003，5l(3)：167—173． 【49]Kankaala P，Ojala At Kaki t Temporal and spatial variation in methane emissions from a flooded transgression shore of aboreal lake[J]．Biogeochemistry,2004，68(3)：297-311． 【501Cao G，Xu x'Long R“al Methane emissions by alpine plant communities in the Qinghai-Tibet Plateau[J]．Biol Lett．，2008，4 <6)：681-684． 【5I]Str6m kMastepanov M，Christensen T-Species-specific Effects of Vascular Plants on Carbon Turnover and Methane Emissions from Wetlands们．Biogeochemistry,2005．75(1)：65—82． 【52]Sutton-Orier A E，Megonigal J P．Plant species traits regulate methane production in freshwater wetland soils[f1．Soil Biology and Biochemistry,201t，43(2)：413-420． [53]Friedlingstein P，Cox P，Betts 1L et a1．Climate-uarbon Cycle Feedback Analysis：Results from the C4MIP Model Intercomparison[J]．Journal ofClimate，2006，1 9(14)：3 337-3 353． [54]Melillo J M，Steudler PA，Aber J D'et a1．Soil warming and carben-cycle feedbacks to the climate system[J]．Science，2002。298 (5601)：2 173—2 176． [55]Kirsehbaum M U F．The temperature dependence oforganic·mat— tel"decomposition—still a topic of debate[J]．Soil Biology＆Biochemistry,2006,38(蚋：2 510—2 518． [56]Luo Y Wan S，Hui D，el；a1．Acclimatization of soil respiration to warming in a tall grass prairie[J]．Nature，2001，413(6856)： 622—625． [57]Knorr w，Prentice I C，House JI，et a1．Long·term sensitivity of soil carbon ImTIOVer to warming[J]．Nature，2005，433(7023)： 298．301． 【58]Bradford M A，Davies C A，Frey S D，cc口f．Thermal adaptation of soil microbial respiration to elevated temperature[J]．Ecology Letters，2008。11(12)：1 316．1 327． [59]Davidson E A’Jaussens I九Temperature sensitivity of soil c．arboa decomposition and feedbacks to climate change[J]．Nature， 2006．440：165一173． [60]Dorrepaal E，TDet S，vail Logtestijn RS只d耐．Carbon respire— don from subsurface peat accelerated by climate warming in the subarctic[J]．Nature，2009。460(7255)：616—619． [61]Fang C，Smith P’Moncrieff J B，“a1．Similar response oflabile and resistant soil organic ma仕er pools to changes in temperature 叨．Nature，2005，433(7021)：57—59． [62]Bosatta E，Agren GI．Soil organic matter quality interpreted thermodynamically[J]．Soil Biology and Biochemistry,1999,31(13)： l 889一l 891． 【63]Hartley I P，Ineson P-Subs虹ate quality and the temperature sensifivity of soil organic matter decomposition[J]．Soil Biology＆ Biochemistry,2008，40：I 567-I 574． 【64]Conant R T’Drijber RA’Haddix M L，H a／．Sensitivity oforganie matter decomposition to warming varies with its quality[J]． Global Change Biology,2008，14：l-10． 【65]Walter K M，Zimov S^Chanton J P，et a1．Methane bubbling from Siberian thaw lakes as apositive feedback to climate warming[J]．Nature，2006，443(7107)：71-75， 【66]Dean W E，Gorham E．Magnitude and significance of carbon burial in lakes,reservoirs，and peatlands[J]．Geology,1998，26 (6)：535-538． 【67]Heyer C KalffJ．Organic Matter Mineralization Rates in Sediments：A Within-and Among·Lake Study[J]．Limnology and Oceanography,1998，43(4)：695-705． 【68]Gudasz C Bast=viken D，Steger I(，et 01．TemperatureHeontrolled organic carbon mineralization in lake sediments[J]．Nature， 2010．466(7310)：l 134—1 134． 【69]Yu．L．Mel’chakov,V T．Surikov．Comparison ofthe intensities of evapotransp／ration mass element transfer in Taiga landscapes of the northern and middle urals[J]．Russian Journal of Ecology, 2006，37(I)：74—76． 【70]Can M，Marshall S，Gregson K．Global carbon exchange and methane emissions from natural wetlands：Application of a protess-based mode：l川．Journal ofGeophysical Research,1996，101 (D9】：14 399—14 414． 【71]Cao M，Gregson K Marshall S．Global methane emission from wetlands and its sensitivity to climate change[J]．Atmospheric Environment，1998，32(19)：3 293—3 299． 【72]Treain C c’Song B，Jurgenson M F，et a1．Existing soil carbon models do not apply to forested wetlands[J]．Department ofAgri— culture,Forest Service，Southern Research Station,2001，10． 【73]Zhang Y Li c’Trettin CC，e8 a／．An integrated model ofsoil，hydrology,and vegetation for carbon dynamics in wetland ecosystem．,；田．Global Biogeochem Cycles，2002，16(4)：1 061． 【74]Cui J．Li C，Ttettin C．Analyzing the ecosystem carbon and hydrologic characteristics of forested wetland using a biogeochemical process model[J]．Global Change Biology,2005，11(2)：278-289． 万方数据
地科学 [75]Frolking S, Roulet N T, Moore T R, et al. Modeling seasonal to based on ecosystem carbon cycling[]. Peggy Gross Earth Inter- annual carbon balance of I Global Biogeochem Cycles, 2002, 16(3): 1 030 [78]Williams M, Schwarz P A, Law B E, et al, An improved analysis 6]Frolking S, Roulet N T, Moore T R, et al. Modeling northern of forest carbon dynamics using data assimilation []. Global peatland decomposition and peat accumulation[]. Ecosystems, Change Biology, 2005, 11(1): 89-10 2001,45):479498 [79 Luo Y, Weng E, wu x, Gao C, et al. Parameter identifiability, [77]Potter C, Klooster S, Hiatt S, et al. Methane emissions from natu- constraint, and equifinality in data assimilation with ecosystem ral wetlands in the United States: Satellite-derived estimation models[]. Ecological Applications, 2009, 19(3): 571-574 Foreign Research Progress on Carbon Cycle in Wetland Ecosystems LUAN Jun-Wei, CUI Li-Juan, SONG Hong-Tao, WANG Yi-Fei Research Institute of Wetland, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, P R China) Abstract: On the background of hydrology condition was altered by the global and human distur bance, organic carbon which was stored in wetland ecosystems at the history period would be released to the atmosphere extraordinary. Therefore, whether wetland ecosystem could still be a carbon sink received tremen dous attentions. In this paper, we briefly reviewed on the issues about evaluating the carbon sink/source func- tion of wetland ecosystem; Recent research advances in spatial and temporal variations of carbon sink/source function for wetland ecosystem; Impact factors on CH emissions in wetland ecosystems; Response mecha- nism of carbon process to global warming; as well as the modeling on carbon cycles in wetland ecosystems We consider that the carbon cycles in wetland ecosystems is an important uncertainty source of global warm- ing feedback mechanism, since that the above deficient researches. Considering the research status of carbon cycle in wetland ecosystem in China, we further proposed the key and priority scientific questions which should be focused. It is how to maintain the present carbon stocks of wetland ecosystem and enhance the func tion and potential of carbon sequestration capacity of degraded wetlands Keywords: wetland; carbon source; carbon sink; CHa; climate change; human activities 万方数据
242 湿 地 科 学 lO卷 【75]Frolking S，Roulet NT’Moore TR et a1．Modeling seasonal to annual carbon balance of Mer Bleue Bog，Ontario，Canada[J]． Global Biogeochem Cycles，2002，16(3)：l 030． [761Frolking S，Roulet N T'Moore T R'el：at．Modeling northern peatland decomposition and peat accumulation[J]．Ecosystems， 2001，4(5)：479-498． 【77]Poaer C，Klooster S，Hiatt S。et a1．Methane emissions from natu． ml wetlands in t11e United States：Satellite-defived estimation based on ecosystem carbon cyclingm．Peggy Gross Each Interactions，2006，10(22)：1-12． 【78]Williams M，Schwarz P A，Law B E，et a1．An improved analysis of forest carbon dynamics using data assimilation田．Global Change Biology,2005，11(1)：89—105． 【79]Luo Y'Weng E，Wu X，Gao C，et a1．Parameter identifiability, constraint,and equifinality in data assimilation with ecosyslem models[J]．Ecological Applications．2009，19(3)：571—574． Foreign Research Progress on Carbon Cycle in Wetland Ecosystems LUAN Jun-Wei，CUI Li—Juan，SONG Hong-Tao，WANG Yi-Fei (Research Institute of Wetland,Chinese Academy ofForestry，Beijing 100091，P．R．China) Abstract：On the background of hydrology condition was altered by the global warming and human disturbance，organic carbon which was stored in wetland ecosystems at the history period would be released to the atmosphere extraordinary．Therefore．whether wetland ecosystem could still be a carbon sink received tremen． dous attentions．In this paper,we briefly reviewed on the issues about evaluating the carbon sink／source function of wetland ecosystem；Recent research advances in spatial and temporal variations of carbon sink／source function for wetland ecosystem；Impact factors on CH。emissions in wetland ecosystems；Response mecha． nism of carbon process to global warming；as well as the modeling on carbon cycles in wetland ecosystems． We consider that the carbon cycles in wetland ecosystems iS an important uncertainty source of global warm．． ing feedback mechanism，since that the above deficient researches．Considering the research status of carbon cycle in wetland ecosystem in China，we further proposed the key and priority scientific questions which should be focused．It is how to maintain the present carbon stocks of wetland ecosystem and enhance the function and potential of carbon sequestration capacity of degraded wetlands． Keywords：wetland；carbon source；carbon sink；C}L：climate change；human activities 万方数据
国外湿地生态系统碳循环研究进展 旧数据 TA文献链接 栾军伟,崔丽娟,宋洪涛,王义飞, LUAN Jun-Wei, CUI LI-Juan, SONG Hong-Tac WANG Yi-Fe 作者单位: 中国林业科学研究院湿地研究所,北京,100091 刊名 湿地科学sT 英文刊名 Wetland science 年,卷(期) 本文链接:htte:/.g. wanfangdata. com.cn/ /Periodical- shidkx201202017.aspx
国外湿地生态系统碳循环研究进展 作者： 栾军伟， 崔丽娟， 宋洪涛， 王义飞， LUAN Jun-Wei， CUI Li-Juan， SONG Hong-Tao ， WANG Yi-Fei 作者单位： 中国林业科学研究院湿地研究所,北京,100091 刊名： 湿地科学 英文刊名： Wetland Science 年，卷(期)： 2012,10(2) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_shidkx201202017.aspx
