长白山园池湖岸湿地生态系统碳氮储量沿环境梯度空间分异规律

摘要

【目的】探究湖泊沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地的空间分异规律及形成机制，将有助于减少湿地碳储量估算的不确定性。【方法】采用相对生长方程、碳/氮分析仪，同步测定长白山园池沿湖岸至高地环境梯度依次分布的6种沼泽类型（芦苇沼泽L、草丛沼泽C、杜香沼泽D、落叶松泥炭藓沼泽LN、落叶松藓类沼泽LX、落叶松苔草沼泽LT）的生态系统碳、氮储量（植被和土壤）及其相关环境因子（水位、水位波动幅度、土壤有机质、全氮和全磷等），揭示其空间分异规律及其形成机制。【结果】（1）植被碳、氮储量（2.17～69.98 t/hm²和0.058～0.940 t/hm²）沿湖岸至高地环境梯度均呈递增规律（LT≈LX> LN> D> C> L），且均以优势植被层占主体地位（73.72%～93.37%和71.57%～85.24%）;（2）土壤碳、氮储量（67.45～243.21 t/hm²和2.44～13.53 t/hm²）沿该环境梯度呈阶梯式递减规律（L> C> D≈LN> LX≈LT）且其碳储量垂直空间分异存在先恒定后递减（L）、先增后降（C、D和LN）和递减（LX和LT）)3种类型，其氮储量垂直空间分异与碳储量基本一致（仅C和LX略有不同）；（3）生态系统碳、氮储量（122.20～245.38 t/hm²和3.31～13.58 t/hm²）沿该环境梯度分别呈先降低后恒定型或阶梯式递减型变化规律，且其土壤碳、氮储量占比呈递减趋势（50.27%～99.11%和73.48%～99.57%），而植被碳、氮储量占比却呈递增趋势（0.89%～49.73%和0.43%～26.52%）;（4）生态系统碳储量在湖岸至高地水分环境梯度的下、中、上部生境地段依次受水位促进、水位抑制和水位波动幅度抑制，而氮储量在相应生境地段上依次受水位促进、水位波动幅度抑制和土壤全氮促进。【结论】园池沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地水分环境梯度存在明显的空间分异规律，且其形成机制为微地形引起的水位梯度和植被类型分布决定着各沼泽类型的碳氮储存能力，故准确测定湖岸带各沼泽类型碳氮储量将有助于减少集水区尺度上碳氮储量估算的不确定性。

关键词

生态系统 / 湖泊湿地 / 碳氮储量 / 环境梯度 / 空间分异规律