全球变化是近几十年世界广泛关注的热点之一。土地利用变化和化石能源消耗已引起如温室气体增多、气温升高、降水格局改变等多种形式的变化。这些变化对整个生态系统过程,特别是陆地生态系统碳氮循环过程有着深远影响。滨海湿地生态系统作为全球固碳能力最高的生态系统之一,研究其碳循环和碳收支对全球变化的响应及其对对全球变化的反馈尤为重要。
近50年的气象记录表明,黄河三角洲的气候变化趋势是气温整体呈上升趋势且冬季上升幅度最大。此外,近年来该区降雨格局正发生剧烈变化,主要表现为年降雨量逐渐减少,1961-2010 年期间,该地区年平均降雨量正以5.4 mm yr-1的下降速度递减;同时季节分配不均衡加剧,生长季节降雨量显著降低。开展以模拟多因子气候变化对滨海湿地生态系统结构和功能的影响,解释滨海湿地生态系统响应和适应全球变化的内在机制迫在眉睫。台站于2017年依黄河三角洲滨海湿地典型芦苇(Phragmites australias)群落生态系统为研究对象,建立全球变化多因子控制试验平台。
本实验平台共设个处理(空白、冬春增温、夏秋干旱、冬春增温+夏秋干旱);分别研究冬春增温、夏秋干旱和两者交互作用对滨海湿地生态系统碳循环过程的影响;每个处理设定4个重复,小区面积为 3×4 m2,区间距为 3 m。样方面积 2×3 m2,小区与样方之间预留0.5 m的缓冲区。
加热装置采用HS-2420RS型红外辐射器。加热采用红外线辐射加热灯(长160 cm,宽15 cm) ,其额定功率为 100 瓦/每平米。为保障安全设置断电保护装置。红外线辐射加热灯的长边方向为南北方向,架设在每个小区东西方向的中间处,加热仪距地面的高度为1.75米,加热仪顶部架设倒V字形的反光设备,避免了小区边缘因距离加热仪较远而导致地面受热不均。在非增温样地相同位置悬挂一个与加热灯大小和形状完全一致的“假灯”以去除加热灯对地表的遮阴作用。
降雨减少采用集雨架搜集来模拟减水,集雨架由V形(夹角为60°,宽10 cm)透明的聚碳酸树脂材料制成,通过两侧高度分别为2m(高端)和1.5m(低端)金属架支撑,根据雨量减少的模拟要求,在集雨架上添加一定数量的V型槽而达到减少降雨量的效果。同时,减少或消除聚乙烯塑料遮荫或者其它因素造成的实验误差,在相应对照和增雨处理小区上方均设置虚拟透明的聚碳酸树脂通道。
监测指标有生态系统净CO2交换、生态系统呼吸、土壤呼吸、土壤温湿盐、植被群落组成、植被物候等。
研究内容:
1.冬春增温、夏秋干旱对滨海湿地生态系统碳循环过程的影响;
2.冬春增温、夏秋干旱对滨海湿地生态系统群落结构的影响;
3.冬春增温、夏秋干旱对滨海湿地生态系统植被物候的影响;
4.冬春增温、夏秋干旱对滨海湿地生态系统微环境的影响。