全 文 ：第 7卷第 2期
2 0 0 9年 6月
湿　地　科　学WETLAND　SCIENCE Vol.7　No.2June, 2 0 0 9
收稿日期:2008-10-28;修订日期:2009-04-20
基金项目:国家自然科学基金项目(40671174)、国家基础科学人才培养基金项目(J0830521)、福建省 908专项课题(FJ908-02-02-
03)和福建省教育厅项目(JA08051)资助。
作者简介:曾从盛(1954-),男 ,福建省宁化人 ,研究员 ,主要从事湿地生态环境研究。 E-mail:zjcszeng@pub5.fz.fj.cn
闽江河口藨草湿地 CH4排放特征
曾从盛 1, 2, 3, 4 ,雷　波3, 4 ,王维奇 1, 2, 3, 4 ,仝　川1, 2, 3, 4 ,艾金泉4 ,章文龙4
(1.福建师范大学地理研究所 ,福建 福州 350007;2.福建省亚热带资源与环境重点实验室 ,
福建 福州 350007;3.福建师范大学亚热带湿地研究中心 , 福建 福州 350007;
4.福建师范大学地理科学学院 , 福建 福州 350007)
摘要:用静态箱法 , 在 2007年阴历每月(除 2月和 4月外)的初三或初四以及 2007年 7月 12～ 13日(生长季)和
12月 16 ～ 17日(非生长季), 分别采集闽江河口鳝鱼滩藨草(Scirpustriqueter)湿地的气体样品 , 利用 GC-2010
气相色谱仪分析样品的 CH4浓度 ,并计算 CH4排放通量。结果表明 , 10个月中 , 藨草湿地 CH4排放通量涨潮前和
落潮后的最大值分别出现在 7月和 8月 ,最小值分别出现在 3月和 1月;涨潮前和落潮后 CH4排放通量变化范围
分别为 0.39 ～ 9.08 mg/(m2·h)和 0.95 ～ 12.78mg/(m2·h);各观测月藨草湿地涨潮前和落潮后 CH4排放通量与
距地表 1 m气温和 20cm土温有显著的正相关关系(n=10, p<0.01),此外 , 涨潮前各观测月藨草湿地 CH4排放
通量与盐度显著负相关(n=10, p<0.05),与土壤含水量显著正相关(n=10, p<0.05);夜间的 CH4排放通量总
体低于白天;生长季和非生长季日变化观测中 , 各观测时刻藨草湿地 CH4排放通量的变化范围分别为 2.43 ～
12.66 mg/(m2·h)和 0.09 ～ 1.30 mg/(m2·h), 潮汐是影响 CH4排放通量日变化的主要因子。
关 键 词:藨草湿地;CH4排放;环境因子;闽江河口
中图分类号:X511　　文献标识码:A　　　文章编号:1672-5948(2009)02-142-06
　　CH4是重要的温室气体之一 ,对全球变暖具有
重要影响 。湿地被公认为是大气 CH4的主要排放
源 ,并引起广泛关注 [ 1] 。目前 ,国际上关于天然湿
地 CH4排放研究多集中在面积较大的泥炭湿地 ,而
国内天然湿地 CH4排放研究也主要集中在三江平
原[ 2, 3]和青藏高原 [ 2, 4] ,对于众多面积较小的河口
及海岸潮汐湿地的 CH4排放没有给予同样多的关
注[ 5 ～ 7] 。
闽江河口湿地地处中国东南沿海 ,是具有代表
性的亚热带河口湿地之一 ,深受潮汐过程的影响 ,
使得该湿地的水 、盐特征及土壤理化性质变化明
显 ,在这种复杂过程的影响下 ,其 CH4排放规律及
其主要环境影响因子都值得进行深入研究 。仝川
等已对该区域的芦苇(Phragmitesaustralis)湿地和
互花米草(Spartinaalterniflora)湿地 CH4排放进行
了初步探究[ 8, 9] , 结果表明 , 这两种类型湿地的
CH4排放均具有明显的季节变化 ,温度是影响芦苇
湿地 CH4排放的关键因子 ,互花米草湿地 CH4排放
则主要受沉积物含水量的影响 。关于本区域藨草
(Scirpustriqueter)湿地 CH4排放及其影响因子的研
究尚未见报道 ,故开展了相关研究 ,旨在为全球潮
汐湿地 CH4排放通量估算提供基础数据 。
1　材料与方法
1.1　研究区概况
选取闽江河口地区面积最大的鳝鱼滩湿地为研
究区 ,地理坐标为 26°00′36″N～ 26°03′42″N, 119°34′
12″E～ 119°40′40″E。该湿地呈东西向弯曲长条状分
布 ,是闽江水流自上游搬运泥沙在入海口水道淤积
而形成的河口洲滩湿地 ,面积为 3 120hm2[ 10] 。闽江
河口气候暖热湿润 ,年平均气温为 19.6 ℃,年降水
日数为 153d,年降水量为 1 346 mm,降水多发生在
3 ～ 9月[ 11] 。研究区潮汐属半日潮 ,水源包括天然降
水 、河水和潮水。芦苇 、短叶茳芏(Cyperusmalaccen-
sis)和藨草等是鳝鱼滩湿地的主要优势种。藨草生
长季为 4 ～ 10月 ,其分布区受潮汐影响周期性淹水。
1.2　样品采集与分析
用静态箱法 ,采集气体样品 。静态箱由底座和
DOI :10.13248/j.cnki.wet landsci.2009.02.010
　2期 曾从盛等:闽江河口藨草湿地 CH4排放特征 143　
顶箱两部分组成。底座(附有凹槽)与顶箱都为不
锈钢材料制成 。根据藨草植株的高度 ,设计底座的
长度 、宽度和高度分别为 50 cm、50cm和 30 cm,顶
箱的长度 、宽度和高度分别为 50 cm、 50 cm和
50cm,顶箱上部中间位置安装有小风扇混合箱内
气体 。为防止对样地的干扰和便于取样 ,搭设木制
栈桥 。
采样日为 2007年阴历每月(除 2月和 4月外)
的初三或初四 。采集涨潮前 、落潮后(涨潮前和落
潮后藨草湿地无积水)的气体样品 ,设置 3个静态
箱(3个重复),每月采集样品 18个。分别在涨潮
前 1h和完全落潮后 1.5 h开始第一次抽气取样 ,
静态箱顶箱扣上后立刻用 100mL注射器抽取箱内
气体 ,然后每隔 30min采集气体样品 1次 ,共采集
3次 ,每次采样量为 100 mL,采样过程中不断向底
座凹槽中加水 ,以防止气体外漏 。采样同时 ,还观
测了气温 、土温 、土壤盐度和含水量 。另外 , 在
2007年生长季的 7月 12 ～ 13日和非生长季的 12
月 16 ～ 17日 ,还进行了 4 h间隔的全天采样 ,以研
究藨草湿地的 CH4排放的日变化。
样品的 CH4浓度在福建省亚热带资源与环境
重点实验室采用 GC-2010气相色谱仪分析。 CH4
检测器为 FID(氢焰离子化检测器),载气为氮气 ,
流速 20 mL/min;氢气为燃气 ,流速为 47 mL/min;
空气为助燃气 ,流速为 400 mL/min,检测器温度为
130℃,分离柱温度为 60℃。检测误差约为 10%。
1.3　计算方法
CH4排放通量计算公式 [ 2]为:
F=MV·
dc
dt·H· (
273
273 +T) (1)
式(1)中 , F[ mg/(m2·h)]为 CH4排放通量;M
(g)为 CH4的分子量;V(L)为标准状态下 1摩尔
CH4的体积;dc/dt(×10-6 /h)为 CH4浓度变化率;
T(℃)为静态箱内温度;H(m)为静态箱高度 。
数据处理主要采用 EXCEL2003和 SPSS13.0
统计分析软件 。用 EXCEL2003对原始数据进行
通量平均值及标准偏差的计算 , 以 SPSS13.0 -
Pearson相关分析来分析 CH4排放通量和环境影响
因子间的关系 。
2　结果与分析
2.1　藨草湿地 CH4排放通量月变化
2007年对闽江河口鳝鱼滩藨草湿地 CH4排放
月变化观测结果显示 ,涨潮前 , 7月的 CH4排放通
量最大(图 1a),为 9.08 mg/(m2·h), 3月的 CH4排
放通量最小 ,为 0.39 mg/(m2·h);10个月平均的
CH4排放通量为 4.22 mg/(m2·h)。落潮后 , 8月的
CH4排放通量最大(图 1b),为 12.78 mg/(m2·h),
1月的 CH4排放通量最小 ,为 0.95 mg/(m2·h);10
图 1　2007年闽江河口藨草湿地 CH4排放通量月变化(a:涨潮前;b:落潮后)
Fig.1　LunarvariationsofCH4 fluxefromScirpustriqueterwetland
inMinRiverestuaryin2007(a:beforeflood;b:afterebb)
个月平均的 CH4排放通量为 5.82 mg/(m2·h)。月
平均 CH4排放通量落潮后高于涨潮前 ,但各月 CH4
排放通量有的是涨潮前较大(9 ～ 11月),有的是落
潮后较大(1 ～ 8月和 12月)。
2.2　藨草湿地 CH4排放通量日变化
2007年 7月 12 ～ 13日(生长季),藨草湿地
　 144　 湿　　地　　科　　学 7卷
CH4排放通量在 14∶00最大 (图 2a), 为 12.66
mg/(m2·h),在 22∶00最小 ,为 2.43 mg/(m2·h),
日平均值为 5.92 mg/(m2·h);12月 16 ～ 17日(非
生长季),藨草湿地 CH4排放通量在 12∶30最大(图
2b),为 1.30 mg/(m2·h),在 04∶30最小 ,为 0.09
mg/(m2·h),日平均值为 0.63mg/(m2·h)。总体
图 2　闽江河口藨草湿地 CH4排放通量日变化
(a:2007年 7月 12 ～ 13日;b:2007年 12月 16 ～ 17日)
Fig.2　DailyvariationsofCH4 fluxesfromScirpustriqueterwetlandinMinRiverestuary
(a:July12 to13, 2007;b:December16to17, 2007)
上 ,夜间的 CH4排放通量低于白天。
3　讨　论
3.1　藨草湿地 CH4排放通量月变化的影响因素
藨草湿地 CH4排放通量的月变化特征主要受
到温度的影响 , 涨潮前和落潮后 , 藨草湿地各月
CH4排放通量与 20 cm深处土温 、距地表 1 m气温
呈显著正相关(n=10, p<0.01, 图 3;n=10, p<
0.01, 图 4),主要是温度可以通过提高 CH4产生
量和传输量来促进藨草湿地 CH4排放 ,这种正相关
关系在对中国辽河三角洲芦苇湿地 CH4排放的研
究中也有体现 [ 12] 。
图 3　涨潮前闽江河口藨草湿地 CH4排放通量与 20cm土温(a)和 1m气温(b)的关系
Fig.3　CorelationbetweenCH4 fluxesfromScirpustriqueterwetlandandsoiltemperatureat
20 cmdepth(a), andairtemperatureat1 mheight(b)beforefloodinMinRiverestuary
　　此外 ,涨潮前 ,藨草湿地 CH4排放通量月变化
与土壤盐度显著负相关(n=10, p<0.05,图 5);
土壤含水量也对涨潮前 CH4排放具有调控作用 ,各
月 CH4排放通量与土壤含水量显著正相关(n=10,
p<0.05, 图 6);落潮后 , CH4排放通量与土壤含水
量的相关关系(n=10, p>0.05)没有通过显著性
　2期 曾从盛等:闽江河口藨草湿地 CH4排放特征 145　
图 4　落潮后闽江河口藨草湿地 CH4排放通量与 20cm土温(a)和 1m气温(b)的关系
Fig.4　CorelationbetweenCH4 fluxesfromScirpustriqueterwetlandandsoiltemperatureat
20 cmdepth(a), andairtemperatureat1 mheight(b)afterebbinMinRiverestuary
图 5　涨潮前闽江河口藨草湿地 CH4排放通量
与土壤盐度的关系
Fig.5　CorrelationbetweenCH4 fluxesfromScirpustriqueter
wetlandandsoilsalinitybeforefloodinMinRiverestuary
图 6　涨潮前闽江河口藨草湿地 CH4排放通量
与土壤含水量的关系
Fig.6　CorrelationbetweenCH4 fluxesfromScirpustriqueter
wetlandandsoilwatercontentbeforefloodinMinRiverestuary
检验 ,这与经历几个小时的潮水淹没后 ,土壤含水
量接近饱和有关。
比较藨草湿地涨潮前和落潮后的 CH4排放通
量发现 ,有的采样日是涨潮前较大 ,有的采样日是
落潮后较大 , ChangTC和 YangSS[ 13]对台湾北部
潮汐湿地涨潮前和落潮后的 CH4排放通量的观测
也得出了相似的结论。这种现象可能与涨落潮过
程中潮水的性质(土壤盐度和含水量等)影响落潮
后土壤相应性质而导致其改变有关 ,这些因素的变
化主要是通过影响 CH4产生量和氧化量来进而影
响 CH4排放量 。
3.2　藨草湿地 CH4排放通量日变化的影响因素
潮汐过程是闽江河口鳝鱼滩湿地的主要特征
之一 ,其对 CH4排放的日变化有显著影响 。如在
2007年 7月 12 ～ 13日 ,藨草湿地在 10∶00和 22∶00
采样时刻潮水淹没采样点 ,使得排向大气的 CH4排
放通量较低(见图 2a);2007年 12月 16 ～ 17日 ,同
样在潮水淹没时段出现了 CH4排放通量的低值(见
图 2b)。潮汐的作用部分屏蔽了温度对 CH4排放
日变化的影响 ,非涨落潮时段 CH4排放的日变化与
温度变化规律相似 ,叶勇等对红树林湿地 CH4排放
日变化的研究中也显示出潮汐对温度的屏蔽作
用 [ 14] 。
2007年 12月 16 ～ 17日(非生长季), CH4排放
通量日变化与盐度显著负相关(n=10, p<0.05;
图 7),也与土壤 Eh呈显著线性负相关(n=6, p<
0.05;图 8);2007年 7月 12 ～ 13日(生长季), CH4
排放通量日变化则受盐度和 Eh的影响不显著
(n=6, p>0.05),可能是生长季 ,植物对CH4传输
　 146　 湿　　地　　科　　学 7卷
图 7　2007年 12月 16～ 17日闽江河口藨草湿地 CH
4
排放通量与土壤盐度的关系
Fig.7　CorrelationbetweenCH
4
fluxes(dailyvariations)
fromscirpustriqueterwetlandandsoilsalinity
inMinRiverestuaryonDecember16 to17, 2007
图 8　2007年 12月 16～ 17日闽江河口藨草湿地 CH4
排放通量与土壤 Eh的关系
Fig.8　CorelationbetweenCH4 fluxesfromscirpustriqueter
wetlandandsoilEhvaluesinMinRiverestuary
onDecember16to17, 2007
效率的日变化特征对 CH4排放的影响掩盖了盐度
和 Eh的作用 ,今后应进一步开展相关研究 ,对该
问题进行验证 。
4　结　论
闽江河口藨草湿地 CH4排放通量月变化规律
为 ,涨潮前和落潮后 CH4排放通量的最大值分别
出现在 7月和 8月 , 最小值分别出现在 3月和 1
月 ,温度是影响藨草湿地 CH4排放通量月变化的主
要环境因素 ,此外 ,土壤盐度和含水量与涨潮前藨
草湿地 CH4排放通量显著相关 。
　　总体上 ,夜间的 CH4排放通量低于白天 。潮汐
是影响 CH4排放通量日变化的主要因素 。
致　谢:本研究野外采样过程中得到了福建师范大
学湿地研究中心闫宗平和刘白贵等的帮助 ,在此一
并表示感谢。
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　2期 曾从盛等:闽江河口藨草湿地 CH4排放特征 147　
MethaneEmissionfromScirpustriqueterWetland
intheMinRiverEstuary
ZENGCong-Sheng1, 2, 3, 4 , LEIBo3, 4 , WANGWei-Qi1, 2, 3, 4 , TONGChuan1, 2, 3, 4 ,
AIJin-Quan4 , ZHANGWen-Long4
(1.InstituteofGeography, FujianNormalUniversity, Fuzhou350007, Fujian, P.R.China;2.KeyLaboratory
ofSubtropicalResourcesandEnvironmentofFujian, Fuzhou350007, Fujian, P.R.China;3.ResearchCentre
ofWetlandsinSubtropicalRegion, FujianNormalUniversity, Fuzhou350007, Fujian, P.R.China;
4.SchoolofGeographicalSciences, FujianNormalUniversity, Fuzhou350007, Fujian, P.R.China)
Abstract:Theconcernoverclimatechangecausedbythegrowthofactivetracegaseshasbeenincreasingduring
thepastquartercentury.Methaneisoneoftheimportanttracegasesduetoitseficiencyinabsorptionofinfrared
radiationandparticularinfluenceonatmosphericchemistry.Naturalwetlandsareknownasthemainbiological
sourceofmethaneemision.
TheMinRiverestuarywetlandisanimportantestuarytidalwetlandinthesoutheastcoast, China.Scirpus
triqueterisoneofthemainnativespeciesdominatedinthetidalwetlandsofMinRiverestuary.Thisworkwas
conductedintheShanyutanwetland(26°00′36″N-26°03′42″N, 119°34′12″E-119°40′40″E), whichisthe
largesttidalwetland(3 120ha)intheMinRiverestuaryregion.Theclimateisrelativelywarmandwet, witha
meanannualtemperatureof19.6 ℃ andameanannualprecipitationof1 346 mminMinRiverestuary.
TheenclosedchambertechniquewasusedtomeasurethemethanefluxfromScirpustriqueterwetlandduring
2 stagesoftidalprocess(beforefloodandafterebb)intheShanyutanwetlandin2007(lunarJanuarytoDecem-
ber, exceptFebruaryandApril).Inordertominimizethedisturbanceofthemeasurementsitesduringsam-
pling, awoodenbridgewasbuiltwithinthestudyarea.3 replicatechambersweredeployedforthegassam-
plings.
Theresultsshowedthatmethaneemissionfluxeshadobviouslunaranddailyvariations.Themaximumand
minimumofmethaneemissionfluxesfromScirpustriqueterwetlandbeforefloodandafterebbwereappearedon
July, AugustandMarch, Januaryrespectively.Therangeswere0.39-9.08 mg/(m2·h)beforefloodand
0.95-12.78mg/(m2·h)afterebbrespectively.Temperaturewasthekeyfactorinfluencingthelunarvariation
ofmethaneemissionfluxes.Andmethaneemissionfluxescorelatedsignificantlywiththesalinityandsoilwater
contentbeforeflood.Nightmethanefluxes(dailydynamics)waslowerthanthoseindaytimefromScirpus
triqueterwetlandandtherangeofmethanefluxesingrowingseason(July12 to13, 2007)andno-growingsea-
son(December16to17, 2007)were2.43-12.66 mg/(m2·h)and0.09-1.30 mg/(m2·h)respectively.
Tidewasthemainfactorafecteddailyvariationsofmethaneemissionfluxes.
Keywords:Scirpustriqueterwetland;methaneemission;environmentalfactor;MinRiverestuary