Impact of hydrological connectivity on the carbon sequestration and emission reduction function of salt marshes
-
摘要:
海堤、防波堤等硬质化人工设施阻碍了盐沼湿地水文连通，影响了盐沼湿地植被恢复和生态功能发挥。目前已有大量生态工程通过水文调控恢复湿地，但这些工程效果研究多聚焦于水文条件对生物多样性的影响，而对固碳减排功能的影响方面则较为欠缺。本研究在杭州湾北岸鹦鹉洲湿地开展大规模控制实验，以探究水文连通对盐沼湿地植物生长、温室气体排放及土壤有机碳含量的影响。结果显示，水文连通区盐沼芦苇（Phragmites australis）株高、生物量和净初级生产力显著大于水文静止区；两个研究区年均CO2吸收通量无显著差异，但连通区CH4排放通量显著低于静止区。这表明水文连通能够促进芦苇的生长，并增加净初级生产力，同时可有效抑制CH4排放，进而促进湿地的固碳减排功能。
Abstract:The hardened artificial structures such as seawalls and breakwaters have impended hydrological connectivity in salt marshes, affecting vegetation restoration and associated ecological functions. Many ecological projects have been carried out to restore wetlands through hydrological regulation. However, most studies have focused on the effects of hydrological conditions on biodiversity, while the effects on the function of carbon sequestration and emission reduction are relatively lacking. This study conducted a large-scale controlled experiment in Yingwuzhou wetland located in northern Hangzhou Bay to explore the effects of hydrological connectivity on plant growth, greenhouse gas emissions and soil organic carbon content in salt marshes. Results indicated that in hydrological connection area, the plant height, biomass, and net primary productivity of Phragmites australis were significantly greater than those in hydrostatic area. While the annual CO2 absorption flux showed no significant difference between the two study areas, the CH4 emission flux in the flow area was significantly lower than that in the hydrological connection area. It suggests that hydrological connectivity can promote the growth of Phragmites australis and increase net primary productivity, while effectively inhibiting CH4 emissions the conectivity can promote the carbon sequestration and emission reduction functions of the salt marshes.
-
盐沼湿地是陆地和海洋之间的生态缓冲区，是重要的、分布最广的海岸带蓝碳生态系统。由于特殊的潮汐水文动力和厌氧-好氧交替的沉积物环境，盐沼湿地能够有效减缓土壤有机质分解并实现长效固碳功能[1-2]。然而，近几十年来，由于围海养殖、填海造陆及建设堤坝等人类活动，许多盐沼湿地与外部海域之间的水文连通性下降，导致盐沼湿地生境斑块严重破碎化，湿地斑块间的物理、化学与生物连通受到干扰，湿地生境质量降低，进一步对盐沼湿地温室气体源汇过程产生影响[3-6]。由水文连通受阻引起的土壤理化性质改变，也会直接或间接对湿地植物的生长产生调控作用，进一步影响植物光合作用对CO2的吸收[7]。此外，水文条件会通过改变土壤氧化还原电位（oxidation-reduction potential, ORP）、可溶性有机碳以及植被种类和生物量等影响盐沼湿地CH4的产生、氧化和排放过程[8]。国内外多项研究表明良好的水文连通性可以促进物质能量交换和盐沼植物生长，同时提高湿地中浮游动物、大型底栖动物等生物的多样性，增强湿地对抗外来干扰的抵抗力[9-14]。水文恢复或重建（拆除堤坝和恢复潮汐）不仅可以更好地抵御湿地破碎化所带来的负面影响，也可以使其承担更多生态功能，是恢复盐沼湿地生境的重要工程手段[15]。目前，已有大量生态工程通过控制围垦区水位高度、引入潮汐流等水文调控措施恢复退化湿地[16]，然而这些工程效果研究大多聚焦于水文条件对恢复湿地生物多样性的影响[17-18]，而关于水文条件对盐沼植被恢复和固碳增汇功能的影响及其之间联系的研究还较少。本研究在杭州湾北岸鹦鹉洲生态湿地中建立了面积约1 hm2的大规模控制实验，探究水文连通对滨海盐沼湿地植物生长、温室气体排放和土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）含量的影响，以期为盐沼植被恢复和蓝碳功能提升提供技术支撑。
1. 材料与方法
1.1 研究区概况
鹦鹉洲生态湿地位于杭州湾北岸，占地面积约23 hm2[图1(a)]。湿地内部主要分布的建群种为芦苇（Phragmites australis），并有少量香蒲（Typha angustifolia）和穗花狐尾藻（(Myriophyllum spicatum）等植物；年平均气温为15.7～15.9 ℃，年平均降水量为988.1～1 197.2 mm，湿地土壤pH为6～9，水体盐度在5～10内波动。
1.2 实验设计
实验于2019年8月至2020年7月在鹦鹉洲生态湿地开展。选取两块芦苇样地作为水文连通控制实验区，面积均为0.5 hm2。其中一块样地设置推流装置，其出水口流速大约为1.9 m/s，并保持周围水体每日以0.03 m/s速度流动约10 h，作为“水文连通区”（下文简称“连通区”）；另一块样地则保持水体静止状态，作为“水文静止区”（下文简称“静止区”）。两个实验区水位高度一致，约为20 cm。每个实验样地设置3个3 m×3 m样方[图1(b)]，各样方内布设3个直径20 cm、高60 cm的PVC基座作为重复监测点。监测频率为每月1次。
1.3 样品采集与处理
1.3.1 芦苇生长特征测定
每月测量样方内植物的株高和归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）。株高为芦苇底部到叶片最高点的垂直高度。NDVI采用GreenSeeker手持式主动光谱仪（N-Tech，美国）测定，使用时探头距离植被冠层60 cm，扫描植被条带约5 m。待芦苇生长期结束后，于2020年12月收集样方内芦苇地上、地下部分（25 cm深），带回实验室清洗根系后置于65 ℃温度下烘干至恒重，称重记录干重数据。根据实测生物量数据，结合鹦鹉洲湿地芦苇平均地上和地下部分有机碳含量计算净初级生产力（net primary productivity, NPP）[19]。
1.3.2 土壤环境因子测定
土壤的含水率、温度利用5TE土壤水分盐分传感器（Procheck，美国）测定；土壤ORP采用土壤ORP仪（TR-901，上海）测定；水体pH、溶解氧（dissolved oxygen，DO）使用水质分析仪（HQ30D，美国）测定；水体盐度用手持式盐度计（MASTER-S/Millα，日本）测定；SOC和土壤有机氮（soil organic nitrogen, SON）使用元素分析仪（Vario Macro CNS，德国）测定[20]。
1.3.3 温室气体测定
本研究采用静态箱法，利用便携式温室气体分析仪（915-0011，美国）实时测定样方内监测点的温室气体排放通量。静态箱为透光性较好的亚克力圆柱体（底部圆直径20 cm，高120 cm）。在静态箱上部安装有风扇以均匀混合箱内气体，静态箱和分析仪之间由长6 m，内径0.635 cm的气管连接。测量开始后，于5 min内测量静态箱内CO2和CH4气体的浓度变化[20]。温室气体通量的计算公式如下：
$$ F=\frac{\mathrm{d}c}{\mathrm{d}t}\times\frac{\mathrm{P\cdot}V}{\mathrm{R}\cdot A\cdot T} $$ (1) 式（1）中：F为气体通量[μmol/(m2·s)]，dc/dt是测量期间静态箱内气体体积分数随时间变化的回归曲线斜率（μmol/mol），P为大气压强，标准大气压为101 223.7 Pa，V为静态箱有效体积（m3），R为气体常数，默认值为 8.314 4 J/(mol·K)，A为静态箱有效底面积（m2），T为测量期间大气温度（K）。
此外，在本研究中使用全球增温潜势（global warming potential, GWP）来评估100 a尺度下盐沼湿地的温室气体减排功能。GWP为正值时表示该生态系统为温室气体源，增强全球气候变暖效应；反之，则表示该生态系统为温室气体汇，减弱全球气候变暖效应。由于缺乏夜间通量测量，这里只计算湿地的昼间（08:00—18:00）GWP，计算公式如下：
$$ GWP={F\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}+\left({F\mathrm{C}\mathrm{H}}_{4}\times 27.2\right) $$ (2) 式（2）中：GWP为全球增温潜势[kg/(m2·a)，以CO2计]，FCO2和FCH4分别为CO2和CH4的气体质量[kg/(m2·a)]，27.2为IPCC第六次评估报告中100 a尺度下CH4的GWP值，即将CH4排放量转化为CO2当量排放量的系数。
1.4 数据处理
采用SPSS Statistic 对数据进行方差分析和多重比较，并根据数据情况选择独立样本T检验、单因素ANOVA检验和独立样本克鲁斯卡尔-沃利斯检验进行显著性分析，使用Prism 8进行图件制作。
2. 结果
2.1 不同水文条件对植物生长的影响
从图2(a)、(b)可以看出，湿地静止区、连通区芦苇的株高和NDVI均呈现出显著的季节变化特征（P＜0.05）。2019年8月，静止区和连通区芦苇的NDVI分别为0.73和0.77，之后持续下降，在11月达到最低值（静止区0.37、连通区0.37）；次年进入生长期后，NDVI随着芦苇展叶、分蘖和拔节不断增长，并于7月再次达到当年监测期间的最大值。春季芦苇的平均株高最低，到夏秋季节，静止区和连通区芦苇平均株高分别上升至(188.74±10.20) cm和(205.27±5.02) cm，连通区芦苇株高增加量大于静止区，且全年株高显著高于静止区（P＜0.05）。但是，两个研究区NDVI无显著差异（P＞0.05）。就生物量而言，连通区植被地上和地下生物量均显著高于静止区，连通区植被总生物量约为静止区的两倍[图2(c)]。按照此前在鹦鹉洲湿地获得的碳转换系数，计算得出连通动区地上和地下NPP均显著高于静止区（P＜0.05），联通区NPP为静止区的2.1倍[图2(d)]。
![]()
图 2 2019—2020年静止区和连通区植物株高、NDVI季节动态变化及生物量、NPP差异12月收割芦苇获取生物量，因此并未监测到此时的株高和NDVI数据；(d)中NPP单位以C计。Figure 2. Seasonal dynamics of plant height, NDVI and differences in biomass and net primary productivity between hydrostatic area and hydrological connection area in 2019—20202.2 不同水文条件对土壤理化性质的影响
如表1所示，湿地静止区、连通区土壤全年平均温度分别为(22.25±1.10) ℃和(22.30±3.40) ℃，无明显差异（P＞0.05）。在开展研究期间，两个研究区均处于长期淹水状态，水分含量保持在较高水平[(101.10±0.00)%]。此外，两个研究区盐度和pH也无显著差异（P＞0.05）。静止区和连通区的水体均来源于鹦鹉洲生态湿地旁侧的金山城市沙滩水上休闲区，盐度分别为5.10±1.10和5.80±1.70，属于微咸水。全年水体pH平均值分别为 6.85±0.21 (静止区)、6.99±0.27 (连通区)，呈弱碱性。然而，在不同水文条件的作用下，两个研究区土壤ORP显著不同（P＜0.01），连通区为(275.00±30.00) mV，而静止区为(84.00±32.00) mV；同样，静止区和连通区水土界面DO含量分别为(0.45±0.40) mg/dm3和(6.09±0.82) mg/dm3，连通区DO含量约为静止区的13.5倍。
表 1 监测期间静止区与连通区土壤理化性质平均值Table 1. Mean values of physical and chemical properties of soil in hydrostatic area and hydrological connection area during the monitoring period监测区域 环境因子 温度/℃ ORP/mV DO含量/(mg·dm−3) 含水率/% pH 盐度 SOC含量/(g·kg−1) SON含量/(g·kg−1) 静止区 22.25±1.10 84.00±32.00 0.45±0.40 101.10±0.00 6.85±0.21 5.10±1.10 6.19±0.55 0.69±0.01 连通区 22.30±3.40 275.00±30.00** 6.09±0.82** 101.10±0.00 6.99±0.27 5.80±1.70 3.22±0.69** 0.65±0.02** 注：“**”表示差异显著，P<0.01。 就土壤碳氮含量而言，静止区SOC含量显著高于连通区，约为连通区的两倍。静止区SON含量也高于连通区（P＜0.01），分别为(0.69±0.01) g/kg和(0.65±0.02) g/kg。
2.3 不同水文条件对温室气体通量的影响
如图3(a)所示，湿地静止区、连通区CO2通量均存在显著季节变化（P＜0.01），且变化趋势基本一致。除12月外，其他季节两个研究区均吸收大量CO2，表现为CO2汇。从2019年8月起，两个研究区CO2吸收能力持续下降，并于12月份表现为弱的CO2源，静止区排放通量为(0.79±0.30) μmol/(m2·s)，连通区排放通量为(1.02±0.76) μmol/(m2·s)。次年4月起，随着植物的生长，CO2吸收通量逐步上升，在7月份达到最大值，静止区为(−34.64±0.30) μmol/(m2·s)，连通区为(−38.97±3.50) μmol/(m2·s)。尽管在生长旺盛期，连通区芦苇吸收了更多的CO2，但各季节平均CO2吸收通量与静止区无显著差异（P＞0.05）。
![]()
图 3 2019—2020年不同水文条件下盐沼湿地的温室气体通量季节动态变化Figure 3. Seasonal dynamics of greenhouse gas fluxes from salt marsh wetlands under different hydrologic conditions in 2019—2020湿地静止区、连通区CH4通量季节变化与CO2吸收通量趋势相反，总体呈现为CH4排放源[图3(b)]。从2019年8月起，静止区和连通区CH4排放通量持续下降，在12月达到最低值，分别为(0.004±0.001) μmol/(m2·s)和(0.003±0.001) μmol/(m2·s)。次年4月起两个研究区CH4通量均开始上升，并于夏季至最大值，静止区为(0.721±0.087) μmol/(m2·s)，连通区为(0.426±0.017) μmol/(m2·s)。秋、冬季静止区CH4排放通量与连通区差异并不显著，但在春、夏季显著高于连通区（P＜0.05），尤其在2020年4—7月期间，静止区平均CH4排放通量为连通区的2.68倍。
3. 讨论
近几十年来，为解决土地匮乏及岸线侵蚀问题，全球海岸线建设了大量海堤、防波堤等人工硬质设施[21]。此类工程阻隔了盐沼湿地水文连通性，不利于湿地斑块间及湿地与海域间物质能量的流动交换，进而造成生物在不同斑块和生境间的迁移通道减少，导致生物多样性降低，与此同时也会对湿地植物生长与固碳功能产生影响[22-23]。本研究通过大规模控制实验发现，连通区芦苇全年平均株高和总生物量均显著高于静止区。尽管与Liao等在长江口九段沙湿地研究得到的芦苇湿地生态系统NPP[1.69 kg/(m2·a)，以C计]相比，连通区和静止区的NPP均较低（图2(d)），但可以发现水文连通能有效提高NPP[24]。以上结果表明恢复水文连通可以促进植物生长并增加NPP。这可能与湿地水土界面DO含量有关，静止区较低的DO含量[(0.45±0.40) mg/dm3]会影响芦苇根系发育及其对营养盐的吸收，进而抑制芦苇的光合作用能力[25]。此外，厌氧条件下，静止区芦苇根系可能会产生和积累毒性物质，从而限制植物生长[26]。一般来说，植物群落生物量可以作为衡量盐沼湿地CO2吸收能力的重要指标[27]。然而，本研究中尽管连通区具有更高的生物量，但从全年来看，两个研究区的CO2吸收通量并无显著差异。这可能是因为连通区土壤的好氧环境和较低的碳氮比（静止区为8.97，连通区为4.95）有利于SOC的矿化分解，导致土壤呼吸增强[28-29]。同时，本研究发现连通区SOC含量显著低于静止区（表1）。这可能是因为在连通区，水文连通会增强土壤ORP，有利于好氧微生物活动，促进了有机碳氧化分解。此外，水文连通可能会导致土壤中的溶解性有机碳、溶解性无机碳和颗粒有机碳随着水流输出，降低了盐沼湿地土壤储碳能力[30]。
就CH4排放情况而言，现有研究表明植物生长可以通过根部呼吸消耗氧气形成厌氧环境，其根系分泌物为产甲烷菌提供反应底物来促进CH4的产生，并通过维管组织直接将CH4传输到大气中[20,31]。然而，本研究中，尽管连通区植物生物量显著高于静止区，但其CH4排放量却相对较低[连通区为(0.182±0.145) μmol/(m2·s)，静止区为(0.293±0.274) μmol/(m2·s)]，这可能是因为水文连通改变了土壤理化性质及微生物群落结构，进而对CH4产生、氧化和传输等关键过程产生了影响[32]。首先，有研究发现，在适宜环境下底物供给情况对盐沼湿地产CH4过程起着重要作用，静止区较多的SOC和SON能够为产甲烷菌提供更多有机质底物和能量，从而提高CH4排放量[33-34]。同时，静止区长期厌氧环境导致较低的ORP[（84.00±32.00） mV]也有利于产甲烷菌群落的活性提高，促进CH4的产生[16]。相反，连通区良好的水文条件增加了水土界面DO含量以及土壤ORP，导致产甲烷菌活性减弱从而抑制了CH4的生成[35-36]。其次，连通区较为好氧的水土环境更有利于甲烷氧化菌的活性增强，而且连通区更高的植物地下生物量可能会在根际产生更多O2，促进CH4的氧化[37]。综上所述，虽然进入生长期后，随着盐沼植物生物量增加可能促进CH4排放，但是通过水文连通的调控可以有效抑制CH4的产生和排放，进而增强盐沼湿地温室气体的减排能力。
综合考虑CO2和CH4通量，计算得到静止区、连通区的昼间GWP分别为−8.03、−9.14 kg/(m2·a)（仅计算2019年8—12月与2020年4—7月，共计275 d），相当于2.19、2.49 kg/(m2·a)的昼间碳埋藏速率（以C计，下同）。此前，Yang等在杭州湾北岸奉贤盐沼湿地开展实验，得出该区域持续全球增温潜能（sustained global warming potential，SGWP）为(−5.04±3.73) kg/(m2·a)（以CO2计，下同）[20]。SGWP与GWP计算过程中只有CH4排放量转化为CO2当量排放量的系数不同（前者为45），经过核算，本研究中静止区、连通区SGWP分别为−7.20、−8.62 kg/(m2·a)，明显低于奉贤盐沼湿地。另有研究集成32年间167个湿地站点数据发现目前湿地GWP约为−0.53 kg/(m2·a)，碳汇功能远低于鹦鹉洲湿地[38]。但是，本研究只考虑了昼间湿地的碳吸收能力，而没有对夜间植物呼吸释放的温室气体通量进行监测，同时也缺乏对N2O排放通量的监测。此外，Chmura等调查了154个咸水潮汐湿地得出全球尺度上湿地平均碳累积速率为0.21 kg/(m2·a)，鹦鹉洲湿地碳累积速率明显较高[39]。然而，本研究为期1年的实验并不能明确水文连通对固碳能力的长期影响，后续还应持续开展监测工作。
近年来，国内外研究发现水文连通受损会扰乱湿地生态过程，降低生物多样性，并会通过影响水土界面理化性质等因素显著增加CH4排放，影响湿地蓝碳等生态功能[6,40-42]。为增强湿地水文连通性并提升其生态功能，一些生态恢复工程实践采取建设涵洞、设置阀门或拆除部分堤坝等措施，如美国马萨诸塞州Bass Creek盐沼在恢复潮汐交换后，植物生物量和CO2吸收量明显提高，根据研究结果认为恢复后10年内都具有提升碳埋藏速率的潜力[43-44]。本研究通过大规模控制实验进一步证实在水文连通条件下不仅可以促进植物生长，提升盐沼NPP，还可以抑制CH4排放，这表明恢复水文连通可能是实现盐沼湿地植被恢复和固碳减排的重要生态修复措施。
4. 结论
本研究对比了鹦鹉洲生态湿地水文静止区和水文连通区植物生长情况与固碳减排功能，获得了如下结论：
（1）连通区芦苇年均株高和总生物量显著高于静止区，NPP为静止区的2.1倍。这表明水文连通会促进盐沼芦苇生长并增加NPP。
（2）连通区与静止区CO2通量无显著差异。但连通区CH4排放通量显著较低，表明水文连通可以有效抑制CH4排放。
-
![]()
图 2 2019—2020年静止区和连通区植物株高、NDVI季节动态变化及生物量、NPP差异
12月收割芦苇获取生物量，因此并未监测到此时的株高和NDVI数据；(d)中NPP单位以C计。
Figure 2. Seasonal dynamics of plant height, NDVI and differences in biomass and net primary productivity between hydrostatic area and hydrological connection area in 2019—2020
![]()
图 3 2019—2020年不同水文条件下盐沼湿地的温室气体通量季节动态变化
Figure 3. Seasonal dynamics of greenhouse gas fluxes from salt marsh wetlands under different hydrologic conditions in 2019—2020
表 1 监测期间静止区与连通区土壤理化性质平均值
Table 1 Mean values of physical and chemical properties of soil in hydrostatic area and hydrological connection area during the monitoring period
监测区域 环境因子 温度/℃ ORP/mV DO含量/(mg·dm−3) 含水率/% pH 盐度 SOC含量/(g·kg−1) SON含量/(g·kg−1) 静止区 22.25±1.10 84.00±32.00 0.45±0.40 101.10±0.00 6.85±0.21 5.10±1.10 6.19±0.55 0.69±0.01 连通区 22.30±3.40 275.00±30.00** 6.09±0.82** 101.10±0.00 6.99±0.27 5.80±1.70 3.22±0.69** 0.65±0.02** 注：“**”表示差异显著，P<0.01。 
下载: 导出CSV
-
[1] 唐剑武,叶属峰,陈雪初,等. 海岸带蓝碳的科学概念、研究方法以及在生态恢复中的应用[J]. 中国科学:地球科学,2018,48(6):661-670. DOI: 10.1360/N072017-00341 TANG J W,YE S F,CHEN X C,et al. Coastal blue carbon:concept,study method,and the application to ecological restoration[J]. SCIENTIA SINICA Terrae,2018,48(6):661-670. DOI: 10.1360/N072017-00341
[2] 王法明,唐剑武,叶思源,等. 中国滨海湿地的蓝色碳汇功能及碳中和对策[J]. 中国科学院院刊,2021,36(3):241-251. WANG F M,TANG J W,YE S Y,et al. Blue carbon sink function of Chinese coastal wetlands and carbon neutrality strategy[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences,2021,36(3):241-251.
[3] 宋红丽. 围填海活动对黄河三角洲滨海湿地生态系统类型变化和碳汇功能的影响[D]. 长春:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2015. SONG H L. Influence of reclamation activities on ecosystem type and carbon sink function of the coastal wetland in the Yellow River Estuary[D]. Changchun:Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,2015.
[4] WANG X H. Sediment dynamics of Chinese muddy coasts and estuaries[M]. Salt Lake City:Academic Press,2019:77-93.
[5] 刘琦波,陈伟国,胡明华,等. 我国海堤建设与景观生态问题[J]. 人民长江,2006,37(11):93-94. DOI: 10.3969/j.issn.1001-4179.2006.11.035 LIU Q B,CHEN W G,HU M H,et al. The problems in sea dike construction and landscape and ecology of China[J]. Yangtze River,2006,37(11):93-94. DOI: 10.3969/j.issn.1001-4179.2006.11.035
[6] 崔保山,蔡燕子,谢湉,等. 湿地水文连通的生态效应研究进展及发展趋势[J]. 北京师范大学学报(自然科学版),2016,52(6):738-746. CUI B S,CAI Y Z,XIE T,et al. Ecological effects of wetland hydrological connectivity:problems and prospects[J]. Journal of Beijing Normal University (Natural Science),2016,52(6):738-746.
[7] 贺文君. 潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地生态系统CO2和CH4交换的影响[D]. 烟台:中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所),2018. HE W J. Effects of tides on ecosystem exchange of CO2 and CH4 over a salt marsh in the Yellow River Delta,China[D]. Yantai:Yantai Institute of Coastal Zone Research,Chinese Academy of Sciences,2018.
[8] 赵月琴,马秀静,赵琬婧,等. 三江平原垦殖湿地恢复对温室气体排放的影响[J]. 应用生态学报,2023,34(8):2142-2152. ZHAO Y Q,MA X J,ZHAO W J,et al. Impacts of reclamation marsh restoration on greenhouse gas emission in the Sanjiang Plain,China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2023,34(8):2142-2152.
[9] WANG Q,XIE T,NING Z H,et al. Enhancement of lateral connectivity promotes the establishment of plants in saltmarshes[J]. Science of the Total Environment,2021,767:145484. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.145484
[10] 洪杉杉,张广帅,蔡悦荫,等. 河口盐沼湿地植被碳汇能力对水文连通性的响应研究进展[J/OL]. [2024-04-24]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1148.Q.20240119.1440.010.html. HONG S S,ZHANG G S,CAI Y Y,et al. Progress on the response of vegetation carbon sink capacity to hydrological connectivity in estuarine salt marsh wetlands[J/OL]. [2024-04-24]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1148.Q.20240119.1440.010.html.
[11] ZILLI F L,MARCHESE M R. Patterns in macroinvertebrate assemblages at different spatial scales. Implications of hydrological connectivity in a large floodplain river[J]. Hydrobiologia,2011,663(1):245-257. DOI: 10.1007/s10750-010-0576-1
[12] 陈莉. 黄河口潮间带湿地水文连通性对大型底栖动物群落及食物网的生态效应[D]. 烟台:烟台大学,2023. CHEN L. Ecological effects of hydrological connectivity of wetland on macrozoobenthic community and food web in the intertidal zone of the Yellow River Estuary[D]. Yantai:Yantai University,2023.
[13] 贺怡,王雪宏,杨继松,等. 湿地水文连通影响因素及生态效应研究进展[J]. 生态科学,2021,40(6):218-224. HE Y,WANG X H,YANG J S,et al. Research progress on influencing factors and ecological effects of wetland hydrological connectivity[J]. Ecological Science,2021,40(6):218-224.
[14] ZHANG Q J,WANG Z S,XIA S X,et al. Hydrologic-induced concentrated soil nutrients and improved plant growth increased carbon storage in a floodplain wetland over wet-dry alternating zones[J]. Science of the Total Environment,2022,822:153512. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153512
[15] ZHAO Q Q,BAI J H,ZHANG G L,et al. Effects of water and salinity regulation measures on soil carbon sequestration in coastal wetlands of the Yellow River Delta[J]. Geoderma,2018,319:219-229. DOI: 10.1016/j.geoderma.2017.10.058
[16] ALTOR A E,MITSCH W J. Methane flux from created riparian marshes:relationship to intermittent versus continuous inundation and emergent macrophytes[J]. Ecological Engineering,2006,28(3):224-234. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2006.06.006
[17] 仲启铖,王江涛,周剑虹,等. 水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地芦苇和白茅光合、形态及生长的影响[J]. 应用生态学报,2014,25(2):408-418. ZHONG Q C,WANG J T,ZHOU J H,et al. Effects of water table manipulation on leaf photosynthesis,morphology and growth of Phragmites australis and Imperata cylindrica in the reclaimed tidal wetland at Dongtan of Chongming Island,China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2014,25(2):408-418.
[18] VAN PROOSDIJ D,LUNDHOLM J,NEATT N,et al. Ecological re-engineering of a freshwater impoundment for salt marsh restoration in a hypertidal system[J]. Ecological Engineering,2010,36(10):1314-1332.
[19] 杜明卉,李昌达,杨华蕾,等. 海岸带蓝碳生态系统碳库规模与投融资机制[J]. 海洋环境科学,2023,42(2):294-301. DU M H,LI C D,YANG H L,et al. Carbon pool and financing mechanism of coastal blue carbon ecosystems[J]. Marine Environmental Science,2023,42(2):294-301.
[20] YANG H L,TANG J W,ZHANG C S,et al. Enhanced carbon uptake and reduced methane emissions in a newly restored wetland[J]. Journal of Geophysical Research:Biogeosciences,2020,125(1):e2019JG005222.
[21] WOLTERS M,GARBUTT A,BAKKER J P. Salt-marsh restoration:evaluating the success of de-embankments in north-west Europe[J]. Biological Conservation,2005,123(2):249-268. DOI: 10.1016/j.biocon.2004.11.013
[22] ROMAN C T,RAPOSA K B,ADAMOWICZ S C,et al. Quantifying vegetation and nekton response to tidal restoration of a new England salt marsh[J]. Restoration Ecology,2002,10(3):450-460. DOI: 10.1046/j.1526-100X.2002.01036.x
[23] 张仲胜,于小娟,宋晓林,等. 水文连通对湿地生态系统关键过程及功能影响研究进展[J]. 湿地科学,2019,17(1):1-8. ZHANG Z S,YU X J,SONG X L,et al. Impacts of hydrological connectivity on key ecological processes and functions in wetlands:a general review[J]. Wetland Science,2019,17(1):1-8.
[24] LIAO C Z,LUO Y Q,JIANG L F,et al. Invasion of Spartina alterniflora enhanced ecosystem carbon and nitrogen stocks in the Yangtze Estuary,China[J]. Ecosystems,2007,10(8):1351-1361.
[25] 李亚雷. 长江口盐沼植被-土壤系统碳通量对水盐因子的响应研究[D]. 上海:华东师范大学,2022. LI Y L. Study on responses of carbon flux in the salt marsh vegetation-soil system to hydrological and saline conditions in the Yangtze Estuary[D]. Shanghai:East China Normal University,2022.
[26] PEZESHKI S R. Wetland plant responses to soil flooding[J]. Environmental and Experimental Botany,2001,46(3):299-312. DOI: 10.1016/S0098-8472(01)00107-1
[27] MOORE T R,BUBIER J L,FROLKING S E,et al. Plant biomass and production and CO2 exchange in an ombrotrophic bog[J]. Journal of Ecology,2002,90(1):25-36. DOI: 10.1046/j.0022-0477.2001.00633.x
[28] 张文菊,童成立,杨钙仁,等. 水分对湿地沉积物有机碳矿化的影响[J]. 生态学报,2005,25(2):249-253. DOI: 10.3321/j.issn:1000-0933.2005.02.010 ZHANG W J,TONG C L,YANG G R,et al. Effects of water on mineralization of organic carbon in sediment from wetlands[J]. Acta Ecologica Sinica,2005,25(2):249-253. DOI: 10.3321/j.issn:1000-0933.2005.02.010
[29] 王绍强,于贵瑞. 生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征[J]. 生态学报,2008,28(8):3937-3947. WANG S Q,YU G R. Ecological stoichiometry characteristics of ecosystem carbon,nitrogen and phosphorus elements[J]. Acta Ecologica Sinica,2008,28(8):3937-3947.
[30] 侯翠翠. 水文条件变化对三江平原沼泽湿地土壤碳蓄积的影响[D]. 长春:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2012. HOU C C. Effects of hydrological changes on soil carbon sequestration of marsh in the Sanjiang Plain[D]. Changchun:Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,2012.
[31] TONG C,WANG W Q,HUANG J F,et al. Invasive alien plants increase CH4 emissions from a subtropical tidal estuarine wetland[J]. Biogeochemistry,2012,111(1):677-693.
[32] CHAMBERLAIN S D,GOMEZ-CASANOVAS N,WALTER M T,et al. Influence of transient flooding on methane fluxes from subtropical pastures[J]. Journal of Geophysical Research:Biogeosciences,2016,121(3):965-977.
[33] 沙晨燕. 不同类型河滨湿地甲烷和二氧化碳排放的研究[D]. 上海:华东师范大学,2011. SHA C Y. Methane and carbon dioxide emissions from different types of riverine wetlands[D]. Shanghai:East China Normal University,2011.
[34] WASSMANN R,NEUE H U,BUENO C,et al. Methane production capacities of different rice soils derived from inherent and exogenous substrates[J]. Plant and Soil,1998,203(2):227-237. DOI: 10.1023/A:1004357411814
[35] 贺文君,韩广轩,宋维民,等. 潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地甲烷排放的影响[J]. 生态学报,2019,39(17):6238-6246. HE W J,HAN G X,SONG W M,et al. Effects of tidal action on methane emissions over a salt marsh in the Yellow River Delta,China[J]. Acta Ecologica Sinica,2019,39(17):6238-6246.
[36] BHULLAR G S,IRAVANI M,EDWARDS P J,et al. Methane transport and emissions from soil as affected by water table and vascular plants[J]. BMC Ecology,2013,13:32. DOI: 10.1186/1472-6785-13-32
[37] 丁维新,蔡祖聪. 植物在CH4产生、氧化和排放中的作用[J]. 应用生态学报,2003,14(8):1379-1384. DING W X,CAI Z C. Effect of plants on methane production,oxidation and emission[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2003,14(8):1379-1384.
[38] BAO T,JIA G S,XU X Y. Weakening greenhouse gas sink of pristine wetlands under warming[J]. Nature Climate Change,2023,13:462-469. DOI: 10.1038/s41558-023-01637-0
[39] CHMURA G L,ANISFELD S C,CAHOON D R,et al. Global carbon sequestration in tidal,saline wetland soils[J]. Global Biogeochemical Cycles,2003,17(4):1111.
[40] KROEGER K D,CROOKS S,MOSEMAN-VALTIERRA S,et al. Restoring tides to reduce methane emissions in impounded wetlands:a new and potent Blue Carbon climate change intervention[J]. Scientific Reports,2017,7(1):11914. DOI: 10.1038/s41598-017-12138-4
[41] SANDERS-DEMOTT R,EAGLE M J,KROEGER K D,et al. Impoundment increases methane emissions in Phragmites-invaded coastal wetlands[J]. Global Change Biology,2022,28(15):4539-4557.
[42] 张鑫磊,宋怡轩,张洁,等. 围垦植稻对崇明东滩湿地产甲烷微生物的影响[J]. 农业环境科学学报,2020,39(2):411-417. DOI: 10.11654/jaes.2019-0909 ZHANG X L,SONG Y X,ZHANG J,et al. Effects of reclamation and cultivating rice on CH4-producing microorganisms in Chongming Dongtan Wetland,China[J]. Journal of Agro-Environment Science,2020,39(2):411-417. DOI: 10.11654/jaes.2019-0909
[43] WANG F M,EAGLE M,KROEGER K D,et al. Plant biomass and rates of carbon dioxide uptake are enhanced by successful restoration of tidal connectivity in salt marshes[J]. Science of the Total Environment,2021,750:141566. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.141566
[44] CHEN X C,HUANG Y Y,YANG H L,et al. Restoring wetlands outside of the seawalls and to provide clean water habitat[J]. Science of the Total Environment,2020,721:137788. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.137788
计量
- 文章访问数: 24
- HTML全文浏览量: 14
- PDF下载量: 7
