中亚热带山地森林植物原位排放甲烷研究

【摘要】：大气甲烷是重要的温室气体,在全球变暖和大气化学中起着重要作用。植物能否在有氧条件下排放甲烷及其排放的来源等问题目前还存在很大争议。在前期研究离体叶片的基础上选择具有排放甲烷现象的亚热带常见树种(米槠和杉木)作为研究对象,首次采用封闭罩法对米槠和杉木枝叶的甲烷排放进行野外原位观测以及对环境胁迫下活体树木排放甲烷的测定；利用碳同位素标记,试图验证中亚热带地区代表性树种能否排放甲烷并初步探索其可能的机制,主要结论如下： (1)米槠和杉木枝叶的平均甲烷排放速率分别为1.828ngCH4·g-1DW·h-1和1.209ngCH4·g-1DW·h-1,树木的最高甲烷排放速率都出现在夏季分别为4.720ngCH4·g-1DW·h-1和5.363ngCH4·g-1DW·h-1米槠枝叶甲烷排放速率的最低值出现在春季为-0.393ngCH4·g-1DW·h-1杉木枝叶的最低甲烷排放速率在冬季为-4.814ngCH4·g-1DW·h-1。 (2)米槠树干的甲烷排放速率要明显高于枝叶,夏季的甲烷排放速率达到最高值(8.683μg·m-2·h-1),春秋季的甲烷排放速率变化幅度不大,冬季吸收甲烷。杉木树干在四个季节中都没有排放甲烷。 (3)培养2h后,标记米槠和杉木排放甲烷的813CH4值分别为955.99960和1181.13‰,比O h时增加了20.3倍和25.3倍。标记米槠和杉木枝叶的碳稳定同位素δ13C值分别为2814.83‰和1491.62‰,明显高于未标记的碳稳定同位素δ13C值,分别比未标记增加了135.8倍和66.7倍,这说明了植物自身能排放甲烷。 (4)升高温度促进米槠和杉木原位甲烷的排放；高土壤含水量没有促进米槠和杉木原位甲烷的排放,反而在低土壤含水量下促进原位甲烷的排放；低光照没有促进米槠和杉木原位甲烷的排放。 【关键词】：甲烷排放速率 原位观测 树木 稳定碳同位素 环境因素 来源
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S718.5
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-7
• 目录7-9
• 绪论9-19
• 1 引言9-10
• 2 国内外研究进展10-16
• 2.1 大气甲烷的源与汇10
• 2.2 植物的甲烷排放10-11
• 2.3 植物本身能否直接排放甲烷?11-12
• 2.4 环境胁迫与植物排放甲烷12-13
• 2.5 植物排放甲烷的来源13-15
• 2.6 全球植物甲烷排放量的估计15
• 2.7 陆生植物在大气甲烷循环中的作用15-16
• 3 研究目的和意义16-19
• 第1章 材料与方法19-25
• 1.1 研究区及样地概况19
• 1.2 研究方法19-25
• 1.2.1 植物枝叶甲烷原位排放观测19
• 1.2.2 树干甲烷排放观测19-20
• 1.2.3 ~(13)C标记培养实验20-21
• 1.2.4 盆栽植株的采集和处理21-22
• 1.2.5 样品分析22
• 1.2.6 叶片体积测定22
• 1.2.7 甲烷排放速率计算22-23
• 1.2.8 数据处理与统计分析23-25
• 第2章 亚热带树木原位甲烷排放速率的季节变化25-35
• 2.1 米槠和杉木枝叶甲烷原位排放的季节变化25
• 2.2 米槠和杉木树干甲烷的原位排放的季节变化25-26
• 2.3 米槠和杉木枝叶与树干甲烷排放速率之间的比较26-27
• 2.4 米槠和杉木枝叶甲烷排放速率与温度和土壤含水量的关系27-29
• 2.5 米槠和杉木树干甲烷排放速率与温度和土壤含水量的关系29-30
• 2.6 讨论30-33
• 2.7 小结33-35
• 第3章 中亚热带米槠和杉木排放甲烷的来源35-41
• 3.1 米槠和杉木排放甲烷的稳定碳同位素35-36
• 3.2 米槠和杉木的稳定碳同位素组成分析36
• 3.3 讨论36-39
• 3.4 小结39-41
• 第4章 环境因子对米槠和杉木甲烷排放的影响41-59
• 4.1 水分处理对米槠和杉木甲烷排放的影响41-47
• 4.1.1 低土壤含水量(1%～5%)对米槠和杉木甲烷排放的影响41-44
• 4.1.2 高土壤含水量(35%～37%)对米槠和杉木甲烷排放的影响44-47
• 4.2 光照对米槠和杉木甲烷排放的影响47-50
• 4.3 讨论50-56
• 4.3.1 米槠和杉木排放甲烷的佐证50-51
• 4.3.2 低土壤含水量对米槠和杉木甲烷排放的影响51-54
• 4.3.3 高土壤含水量对米槠和杉木甲烷排放的影响54-55
• 4.3.4 光照对米槠和杉木甲烷排放的影响55-56
• 4.4 小结56-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 主要研究结论59-60
• 5.2 研究展望60-61
• 参考文献61-67
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果67-69
• 致谢69-71
• 个人简历71-73

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