董 成 仁，郗 敏，李 悦，孔 范 龙，谢 秀 风

(青岛大学化学化工与环境学院,山东 青岛 266071)



湿地生态系统CO2源/汇研究综述

董 成 仁，郗 敏，李 悦*，孔 范 龙，谢 秀 风

(青岛大学化学化工与环境学院,山东 青岛 266071)

湿地生态系统独特的生态特性使其在温室气体的固定和释放中发挥了重要作用，湿地生态系统CO2源/汇成为全球气候变化研究中的热点问题。该文系统总结了近年来湿地生态系统CO2源/汇特征，探讨了自然环境因子以及人类活动对湿地CO2源/汇功能的影响。研究表明，目前绝大多数湿地生态系统是大气CO2的汇，湿地CO2源/汇特征表现出明显的时空变异性。气温是气象因素中影响湿地净生态系统CO2通量(NEE)变化的一个重要甚至首要因子；土壤状况因子包括温度、pH值等均对NEE有明显影响，但影响程度不同；湿地水文对CO2源/汇的影响主要表现在干、湿季以及水位变化对NEE的影响上；植被类型及干扰程度不同，湿地CO2源/汇功能具有很大差异；人类活动尤其是将湿地开垦为农田，会使湿地变成大气CO2的源，而生态修复则使湿地作为大气CO2汇的能力得到恢复。

湿地；CO2源/汇特征；影响因子；人类活动

0 引言

近年来，温室气体增加导致的全球变暖问题已成为当前气候变化研究中的重要论题。CO2作为全球第一大温室气体，其对温室效应的贡献约为70%[1,2]，而其在大气中的体积分数相对于工业革命前增幅达36%[3]。因此，CO2源/汇研究一直是气候变化研究的重点和热点。

湿地生态系统与全球气候变化密切相关，在CO2等温室气体的固定和释放中发挥着重要作用。湿地土壤水分的过饱和状态使其具有厌氧的生态特性，嫌气菌类为主的微生物活动相对较弱，植物残体分解和转化的速度缓慢，这导致湿地积累的碳得不到充分分解，大量堆积[4]，植物净同化的碳仅有15%再释放到大气中[5]。湿地由此表现出对CO2的净吸收和碳的累积，成为能够抑制大气CO2浓度升高的汇。近年来，人类活动的影响导致湿地面积减小、功能退化，危害了其CO2汇功能的持续性。湿地CO2汇的功能正在削弱甚至丧失，以致成为大气CO2的源。

为了解湿地生态系统CO2源/汇特征、功能及其影响因素，国内外开展了大量的研究工作。已有研究指出，湿地CO2源/汇功能随时空变化，并且CO2源/汇功能受到光照[6]、气温[7]、水位[8,9]、土壤温度和湿度[10,11]、叶面积指数[12]、土地利用方式[13]等自然或人为因素的影响；湿地生态系统间CO2源/汇功能差异明显，而且不同因素的影响程度不同，但目前尚缺乏系统分析和总结。为此，本文在已有湿地生态系统CO2源/汇研究的基础上进行总结和分析，以期深入理解湿地对大气CO2的贡献以及各因子对湿地CO2源/汇功能的影响，为湿地保护、恢复和合理利用提供参考。

1 湿地生态系统CO2源/汇特征

1.1 湿地CO2源/汇的诠释

湿地生态系统作为大气CO2的汇，是指大气CO2通过植被光合作用转化为有机物进入湿地中，湿地生态系统通过固碳降低了大气中 CO2的浓度。然而，经光合作用固定的CO2中的大部分又通过分解和呼吸作用以CO2、CH4的形式释放回大气中[14,15]，这时湿地是大气CO2的源。湿地研究工作中，湿地生态系统CO2源/汇通过NEE(Net Ecosystem Exchange of CO2)即净生态系统CO2通量来表征。NEE是湿地生态系统光合吸收CO2量与呼吸、分解释放CO2量的和，一般而言，吸收表示为负值，释放表示为正值，因此在一定的时间周期内，当NEE是负值(<0)即光合作用固定的CO2量大于呼吸、分解等作用释放的CO2量时，湿地是大气CO2的汇；反之，湿地是大气CO2的源。

1.2 湿地CO2源/汇功能

湿地生态系统CO2源/汇表现出明显的时空变异性。一般在生长季NEE为负值，湿地是大气CO2的汇；而非生长季NEE是正值，湿地成为大气CO2的源。全球不同区域湿地生态系统NEE差异很大。

湿地生态系统CO2源/汇随时间的变化特征表现为：生长季湿地吸收大气中的CO2，表现为汇；非生长季湿地向大气中释放CO2，表现为源[16-18]。这是由光合作用和呼吸、分解作用的相对强弱决定的。另外，湿地生态系统NEE在生长季内也有明显的变化规律：随着生长季的开始，湿地植物进入生长旺盛期，温度和光照强度逐渐增强，生态系统光合作用远远超过了呼吸、分解作用，CO2日吸收量逐渐增大，至7、8月达到高峰值，之后受光照强度减弱、温度降低等的影响，CO2日吸收量逐渐减小[19-21]。湿地生态系统在非生长季以低速率释放CO2，其通量值变化不大[19,22]。

湿地生态系统CO2源/汇在空间上的变化特征主要表现为：由于不同区域湿地沉积物成分、植物种类和密度、水文条件等不同，全球湿地生态系统年NEE差异明显，CO2源/汇功能差异大；但在一年的时间周期内，除中国青藏高原高寒湿地表现为大气CO2源外[23]，其余湿地生态系统均是大气CO2汇。随着纬度的升高，湿地CO2吸收值减小，即湿地作为大气CO2汇的能力有减弱的变化规律，低纬度的澳大利亚河漫滩湿地[24]吸收的CO2量是高纬度的格陵兰泥炭沼泽草甸[25]的50多倍。因此，高纬度的湿地生态系统表现出了更弱的CO2汇能力，这主要是因为湿地生态系统植被类型随纬度的升高，CO2吸收能力减弱，如高纬度温带藓类(泥炭沼泽)植物与亚热带的红树林相比，光合作用能力明显削弱。同时，温度、光照时长、光照强度等均随着纬度的升高而降低、变短或减弱，这些均不利于高纬度生态系统的光合作用和碳的累积。

2 湿地生态系统CO2源/汇影响因子

湿地生态系统CO2净交换受到生态系统通过光合作用从大气中获取CO2和通过呼吸、分解作用向大气释放CO2这两个过程的共同调节，而这两个过程受诸多影响因子的控制，作用机理复杂。综合看，湿地生态系统CO2源/汇功能主要受气温、土壤状况、水文条件和植物等因素的影响。

2.1 气温因素

气候条件是湿地碳循环生物地球化学过程的重要驱动因素，尤其气温是影响全球碳循环的重要因素[26]。气温也是湿地NEE变化的一个重要影响因子[7]。在中国三江平原淡水沼泽湿地，生长季CO2吸收量随气温的升高而增加，气温是NEE首要的控制因子[27]。在高纬度湿地，融雪时间对湿地生态系统CO2源/汇功能影响很大，是最重要的决定因素，原因在于融雪时间决定了光合作用的开始时间[7,28]，而融雪时间又是由气温决定的。

目前，人们认为气温升高、全球变暖有可能会使被认为是世界上最大的碳库的湿地土壤和沉积物成为极大的碳排放源。而有些研究者却得出了相反的结论：Aurela等[28]对亚北极的泥炭地研究表明，气候变暖将会增加生长季的时间，将会有益于而不是危害泥炭地碳库。Corradi等[29]通过对比研究不同纬度湿地和苔原生态系统，认为全球变暖将会增强而不是削弱湿地CO2汇的能力。

2.2 土壤状况

湿地土壤状况包括土壤温度和pH值等。在生长季，土壤温度影响湿地NEE是通过影响生态系统呼吸实现的，土壤温度与夜间生态系统呼吸呈显著正相关，即夜晚生态系统呼吸随着土壤温度的升高而增加[23]。杨利琼等[30]研究发现，生长季芦苇湿地夜间生态系统呼吸与 5 cm 处土壤温度呈指数关系。土壤pH值对湿地NEE有着不可忽视的影响，土壤pH值升高，湿地的净CO2吸收值也相应增高。Lund等[31]研究发现，年度NEE与土壤pH值呈极显著正相关(P<0.001)，但pH值并不是高CO2吸收的直接驱动力，而是湿地生态系统的指示器，高pH值指示了高的叶面积指数和生产力因素，更重要的是指示了好的营养状况，从而土壤pH值高的湿地有高的净CO2吸收量。

2.3 湿地水文

水文条件是湿地生态系统的重要特征，湿地植物对水文状况的变化非常敏感，季节性的干、湿变化以及水位变化都能引起湿地NEE的变化[32]。水位是决定NEE季节变化的环境因子[33],在一定范围内，水位升高会加强湿地CO2汇的作用，水位降低使湿地由CO2的汇变为弱源。这是由于水位降低减小了植物生产量，降低了总光合作用，因而导致了湿地生态系统CO2净吸收的减少。Burkett 等[34]发现，湿地在排干或半排干状态下，即水位降低时成为 CO2的源。水位升高则减少CO2排放量[22,35]，使湿地CO2汇的作用加强[8,9],而水位高至植被淹水时湿地CO2汇能力也会减弱。温带草甸沼泽2006年相比2007年表现出弱的CO2汇能力，这是因为2006年长达两周的洪水淹没减小了植被CO2固定速率从而大幅度地减少了CO2净吸收[36]。Schedlbauer等[6]也得出了相似的结论，淹水降低了大型植物的CO2吸收，实质上限制了总生态系统生产，从而使得热带、亚热带沼泽湿地生态系统在干季成为CO2的汇，在湿季则成为CO2的源。但水位太低以致干旱同样会抑制湿地对CO2的净吸收，降低生态系统CO2汇能力[37-39]。

2.4 植物因素

湿地地表覆被不同，生态系统NEE有很大差异。Strilesky等[40]对不同植被类型的温带泥炭湿地的NEE进行了研究，结果显示泥炭沼泽林净吸收CO2量(NEE:-72 gC·m-2·yr-1)与开阔泥炭沼泽净吸收CO2量(NEE:-104 gC·m-2·yr-1)差别很大。Glenn等[41]对加拿大艾伯塔省北部泥炭地的研究表明，泥炭藓泥炭地在生长季固定的CO2量是苔草泥炭地的3倍。

叶面积指数反映了植物群体生长状况，影响生态系统CO2源/汇功能。在一定范围内，随着叶面积指数的增大，生态系统CO2净吸收量增加，湿地CO2汇的能力也会加强。Han等[12]研究发现，在生长季，滨海芦苇湿地CO2净吸收量随着叶面积指数的增长而增加。在北方苔草泥炭湿地，叶面积指数低的苔草湿地作为CO2源，而有高叶面积指数的苔草湿地却表现为CO2的汇[7]。

湿地植物的焚烧将使生态系统CO2通量发生变化。湿地生态系统在火干扰条件下可以减少CO2的释放[42,43]。植物在牲畜啃食情况下，湿地净生态系统CO2吸收明显减少，这与牲畜啃食后一段时间内地上生物量明显减少有关[44]。

2.5 其他因素

外部条件如氮素增加、紫外线辐射、臭氧和CO2浓度增加等也对湿地NEE产生影响。Zhang 等[45]通过实验研究淡水沼泽NEE对氮增加的响应，发现氮增加在短期内降低了CO2的吸收，但随着时间推移(1年后)，该趋势却发生了变化；短波紫外线的长期辐射，会轻微增加CO2累积，这是因为高的短波紫外辐射降低了泥炭地中的生物活动，但不会明显影响湿地生态系统CO2平衡[46]；臭氧对湿地生态系统总光合作用或净CO2通量没有明显影响[47]，而高的CO2浓度却增加了湿地生态系统CO2的吸收量[48]。

3 人类活动对湿地生态系统CO2源/汇影响

3.1 湿地开发利用

湿地转变为耕地是常见的土地利用类型改变方式，是人类活动对湿地的重大干扰[49,50]，如东北三江沼泽湿地的开垦及长江中下游地区的“围湖造田”[51]。天然湿地的开发利用会引起湿地生态系统CO2排放量的显著增加[52]，使其CO2汇能力减弱或丧失，湿地相应地从大气CO2汇变成CO2源。Wang等[13]利用基于过程的生态系统模型探索了三江平原湿地的温室气体通量及其机制，模拟结果表明，1949-2008年湿地生态系统净CO2吸收减少了280.4 Tg，在所有因素中，湿地土地利用方式的改变起了最主要的作用。中国黄河三角洲湿地开垦为农田改变了原有湿地的CO2封存能力，虽然农田全年表现为CO2汇，并且与湿地总净固定CO2量相差不多，但是当考虑到生物量移除时，农田为CO2强源[12,53]。Hatala等[54]利用涡度相关法在2年时间内，同时测定了排干的、过度放牧的和转化成水稻田的泥炭地CO2等温室气体通量，以评价由排干到水淹的开发利用方式对湿地温室气体通量的影响，指出排干及放牧退化使泥炭地成为大气CO2源，而转化成水稻田则使其封存了大气中84～283 gC·m-2·yr-1的CO2气体；排水和泥炭开采能使泥炭地变为大气CO2源，而稻作农业作为一种水淹农业利用方式，因为能够通过限制生态系统呼吸减缓泥炭地退化而成为CO2的汇。

3.2 湿地恢复

退化湿地生态系统经修复后，其作为大气CO2汇的能力也会随之逐渐恢复。Strack 等[55]对比研究了加拿大艾伯塔省北部修复泥炭地与邻近未修复区域的泥炭地在生长季的CO2通量，结果表明未修复湿地表现为大气CO2源，而修复后的湿地则表现为大气CO2汇。Waddington等[56]研究了藓类泥炭沼泽的修复，发现其修复后的短期内表现为稍强的CO2源，CO2汇的能力没有恢复，主要原因在于沼泽地覆被层的分解。Soini 等[57]则通过对比修复10年后的泥炭地与营养状况和气候条件均相似的原始泥炭地，发现修复10年后的泥炭地作为大气CO2汇的能力已经完全得到恢复。

4 结论与展望

湿地生态系统既是CO2的源，也是CO2的汇，并且在一定条件下两者可以相互转化，湿地CO2源/汇通常用NEE表征。目前,全球绝大多数湿地生态系统是大气CO2的汇，湿地CO2源/汇特征表现出明显的时空变异性。湿地生态系统CO2源/汇功能主要受气温、土壤状况、水文条件和植物等因素的影响，同时人类改变天然湿地的开发利用活动，会使湿地变成大气CO2的源，而生态修复则使湿地作为大气CO2汇的能力得到恢复。

湿地CO2通量研究至今，观测技术和研究深度均有很大进步，各种湿地类型均有研究，研究范围覆盖全球不同地理位置，尤其是北半球中高纬度上的泥炭地研究较多，积累了大量的观测研究数据。但有关湿地CO2源/汇的研究多基于有限时空尺度的零星研究且主要集中在观测NEE变化，评价一个湿地生态系统的源、汇以及探讨影响NEE的主要因子。而NEE对影响因子的响应研究集中在NEE与影响因子的相关性分析上，各种影响因子之间存在怎样的交互作用有待于深入研究。如何进行覆盖多类型、大尺度的综合研究及模拟，以在大尺度乃至全球范围内探讨湿地CO2源/汇格局有待于深入研究，有关湿地CO2源/汇对全球气候变化响应与反馈的研究也有待加强。

天然湿地的开发利用使湿地变成大气CO2的源。与原始状态湿地相比，开发利用后退化的湿地由于生态系统格局与过程的改变使得碳汇能力显著降低，但碳汇潜力十分巨大。湿地的生态修复和保护可以促进碳汇潜力，却需要超过10年的时间来达到自然湿地固定CO2的水平。因此，在人类开发利用活动和气候变化影响下，如何维持湿地现有的CO2汇能力以及提高退化湿地的CO2汇能力成为当前亟待解决的科学问题。

[1] HOUSE J I,COLIN PRENTICE I,LE QURC.Maximum impacts of future reforestation or deforestation on atmospheric CO2[J].Global Change Biology,2002,8(11):1047-1052.

[2] 吴兑.温室气体与温室效应[M].北京：气象出版社,2003.

[3] IPCC．Summary for Policymakers，in Climate Change 2007:The Physical Science Basis[M].Cambridge:Cambridge University Press，2007．

[4] MOORE T R,TURUNEN J.Carbon accumulation and storage in mineral subsoil beneath peat[J].Soil Science Society of America Journal,2004,68(2):690-696.

[5] BRIX H,SORRELL B K,LORENZEN B.Are phragmites-dominated wetlands a net source or net sink of greenhouse gases? [J].Aquatic Botany,2001,69(2):313-324.

[6] SCHEDLBAUER J L,OBERBAUER S F,STARR G,et al.Seasonal differences in the CO2exchange of a short-hydro period Florida Everglades marsh[J].Agricultural and Forest Meteorology,2010,150(7):994-1006.

[7] SCHNEIDER J,KUTZBACH L,WILMKING M.Carbon dioxide exchange fluxes of a boreal peatland over a complete growing season,Komi Republic,NW Russia[J].Biogeochemistry,2012,111(1-3):485-513.

[8] CHIVERS M R,TURETSKY M R,WADDINGTON J M,et al.Effects of experimental water table and temperature manipulations on ecosystem CO2fluxes in an Alaskan rich fen[J].Ecosystems,2009,12(8):1329-1342.

[9] RIUTTA T,LAINE J,TUITTILA E S.Sensitivity of CO2exchange of fen ecosystem components to water level variation[J].Ecosystems,2007,10(5):718-733.

[10] SUN Q Q,SHI K,DAMERELL P,et al.Carbon dioxide and methane fluxes:Seasonal dynamics from inland riparian ecosystems,northeast China[J].Science of the Total Environment,2013,465:48-55.

[11] ZHU R B,MA D W,XU H.Summertime N2O,CH4and CO2exchanges from a tundra marsh and an upland tundra in maritime Antarctica[J].Atmospheric Environment,2014(83):269-281.

[12] HAN G,XING Q,YU J,et al.Agricultural reclamation effects on ecosystem CO2exchange of a coastal wetland in the Yellow River Delta[J].Agriculture,Ecosystems & Environment,2014，196：187-198.

[13] WANG L,TIAN H,SONG C,et al.Net exchanges of CO2,CH4and N2O between marshland and the atmosphere in Northeast China as influenced by multiple global environmental changes[J].Atmospheric Environment,2012,63:77-85.

[14] WHITING G J,CHANTON J P.Greenhouse carbon balance of wetlands:Methane emission versus carbon sequestration[J].Tellus B,2001,53(5):521-528.

[15] MANDER U,SHIRMOHAMMADI A.Transport and retention of pollutants from different production systems[J].Boreal Environment Research,2008,13(3):177-184.

[16] SYED K H,FLANAGAN L B,CARLSON P J,et al.Environmental control of net ecosystem CO2exchange in a treed,moderately rich fen in northern Alberta[J].Agricultural and Forest Meteorology,2006,140(1):97-114.

[17] LUND M,LINDROTH A,CHRISTENSEN T R,et al.Annual CO2balance of a temperate bog[J].Tellus B,2007,59(5):804-811.

[18] AURELA M,LAURILA T,TUOVINEN J P.Annual CO2balance of a subarctic fen in northern Europe:Importance of the wintertime efflux[J].Journal of Geophysical Research:Atmospheres (1984-2012),2002,107(D21):ACH 17-1-ACH 17-12.

[19] ZHOU L,ZHOU G,JIA Q.Annual cycle of CO2exchange over a reed (Phragmites australis) wetland in Northeast China[J].Aquatic Botany,2009,91(2):91-98.

[20] LAFLEUR P M,ROULET N T,ADMIRAL S W.Annual cycle of CO2exchange at a bog peatland[J].Journal of Geophysical Research:Atmospheres,2001,106(D3):3071-3081.

[21] 杨红霞,王东启,陈振楼,等.长江口潮滩湿地-大气界面碳通量特征[J].环境科学学报,2006,26(4):667-673.

[22] 马安娜,陆健健.长江口崇西湿地生态系统的二氧化碳交换及潮汐影响[J].环境科学研究,2011,24(7):716-721.

[23] ZHANG F,LIU A,LI Y,et al.CO2flux in alpine wetland ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau,China[J].Acta Ecologica Sinica,2008,28(2):453-462.

[24] BERINGER J,LIVESLEY S J,RANDLE J,et al.Carbon dioxide fluxes dominate the greenhouse gas exchanges of a seasonal wetland in the wet-dry tropics of northern Australia[J].Agricultural and Forest Meteorology,2013,182:239-247.

[25] NORDSTROEM C,SOEGAARD H,CHRISTENSEN T R,et al.Seasonal carbon dioxide balance and respiration of a high-arctic fen ecosystem in NE-Greenland[J].Theoretical and Applied Climatology,2001,70(1-4):149-166.

[26] 刘春英,周文斌.我国湿地碳循环的研究进展[J].土壤通报,2012,43(5):1264-1270.

[27] SONG C,SUN L,HUANG Y,et al.Carbon exchange in a freshwater marsh in the Sanjiang Plain,northeastern China[J].Agricultural and Forest Meteorology,2011,151(8):1131-1138.

[28] AURELA M,LAURILA T,TUOVINEN J P.The timing of snow melt controls the annual CO2balance in a subarctic fen[J].Geophysical Research Letters,2004,31(16):L16119.

[29] CORRADI C,KOLLE O,WALTER K,et al.Carbon dioxide and methane exchange of a north-east Siberian tussock tundra[J].Global Change Biology,2005,11(11):1910-1925.

[30] 杨利琼,韩广轩,于君宝,等.黄河三角洲芦苇湿地生长季净生态系统CO2交换及其环境调控机制[J].应用生态学报,2013,24(9):2415-2422.

[31] LUND M,LAFLEUR P M,ROULET N T,et al.Variability in exchange of CO2across 12 northern peatland and tundra sites[J].Global Change Biology,2010,16(9):2436-2448.

[32] SIEGEL D I,REEVE A S,GLASER P H,et al.Climate-driven flushing of pore water in peatlands[J].Nature,1995,374(6522):531-533.

[33] HIROTA M,TANG Y,HU Q,et al.Carbon dioxide dynamics and controls in a deep-water wetland on the Qinghai-Tibetan Plateau[J].Ecosystems,2006,9(4):673-688.

[34] BURKETT V,KUSLER J.Climate change:Potential impacts and interactions in wetlands of the Untted States[J].Jawra Journal of the American Water Resources Association,2000,36(2):313-320.

[35] 万忠梅.水位对小叶章湿地 CO2,CH4排放及土壤微生物活性的影响[J].生态环境学报,2013,22(3):465-468.

[36] DU EK J,KOV H,CZERN R,et al.Influence of summer flood on the net ecosystem exchange of CO2in a temperate sedge-grass marsh[J].Agricultural and Forest Meteorology,2009,149(9):1524-1530.

[37] AURELA M,RIUTTA T,LAURILA T,et al.CO2exchange of a sedge fen in southern Finland—the impact of a drought period[J].Tellus B,2007,59(5):826-837.

[38] BUBIER J L,BHATIA G,MOORE T R,et al.Spatial and temporal variability in growing-season net ecosystem carbon dioxide exchange at a large peatland in Ontario,Canada[J].Ecosystems,2003,6(4):353-367.

[39] LAFLEUR P M,ROULET N T,BUBIER J L,et al.Interannual variability in the peatland-atmosphere carbon dioxide exchange at an ombrotrophic bog[J].Global Biogeochemical Cycles,2003,17(2):1036.

[40] STRILESKY S L,HUMPHREYS E R.A comparison of the net ecosystem exchange of carbon dioxide and evapotranspiration for treed and open portions of a temperate peatland[J].Agricultural and Forest Meteorology,2012,153:45-53.

[41] GLENN A J,FLANAGAN L B,SYED K H,et al.Comparison of net ecosystem CO2exchange in two peatlands in western Canada with contrasting dominant vegetation,Sphagnum and Carex[J].Agricultural and Forest Meteorology,2006,140(1):115-135.

[42] NELSON J D J,SCHOENAU J J,MALHI S S,et al.Burning and cultivation effects on greenhouse gas emissions and nutrients in wetland soils from Saskatchewan,Canada[J].Nutrient Cycling in Agro Ecosystems,2007,78(3):291-303.

[43] 牟长城,张博文,韩丽冬,等.火干扰对小兴安岭白桦沼泽温室气体排放的短期影响[J].应用生态学报,2011,22(4):857-865.

[44] HIROTA M,TANG Y,HU Q,et al.The potential importance of grazing to the fluxes of carbon dioxide and methane in an alpine wetland on the Qinghai-Tibetan Plateau[J].Atmospheric Environment,2005,39(29):5255-5259.

[45] ZHANG L,SONG C,NKRUMAH P N.Responses of ecosystem carbon dioxide exchange to nitrogen addition in a freshwater marshland in Sanjiang Plain,Northeast China[J].Environmental Pollution,2013,180:55-62.

[46] HAAPALA J K,MÖRSKY S K,SAARNIO S,et al.Carbon dioxide balance of a fen ecosystem in northern Finland under elevated UV-B radiation[J].Global Change Biology,2009,15(4):943-954.

[47] NIEMI R,MARTIKAINEN P J,SILVOLA J,et al.Ozone effects on Sphagnum mosses,carbon dioxide exchange and methane emission in boreal peatland microcosms[J].Science of the Total Environment,2002,289(1):1-12.

[48] RASSE D P,LI J H,DRAKE B G.Carbon dioxide assimilation by a wetland sedge canopy exposed to ambient and elevated CO2:Measurements and model analysis[J].Functional Ecology,2003,17(2):222-230.

[49] ARMENTANO T V,MENGES E S.Patterns of change in the carbon balance of organic soil-wetlands of the temperate zone[J].The Journal of Ecology,1986,74(3):755-774.

[50] BRIDGHAM S D,MEGONIGAL J P,KELLER J K,et al.The carbon balance of North American wetlands[J].Wetlands,2006,26(4):889-916.

[51] 胡启武,吴琴,刘影,等.湿地碳循环研究综述[J].生态环境学报,2009,18(6):2381-2386.

[52] 马安娜,陆健健.湿地生态系统碳通量研究进展[J].湿地科学,2008,6(2):116-123.

[53] 杨利琼,韩广轩,于君宝,等.开垦对黄河三角洲湿地净生态系统CO2交换的影响[J].植物生态学报,2013,37(6):503-516.

[54] HATALA J A,DETTO M,SONNENTAG O,et al.Greenhouse gas (CO2,CH4,H2O) fluxes from drained and flooded agricultural peatlands in the Sacramento-San Joaquin Delta[J].Agriculture,Ecosystems & Environment,2012,150:1-18.

[55] STRACK M,KEITH A M,XU B.Growing season carbon dioxide and methane exchange at a restored peatland on the Western Boreal Plain[J].Ecological Engineering,2014,64:231-239.

[56] WADDINGTON J M,GREENWOOD M J,PETRONE R M,et al.Mulch decomposition impedes recovery of net carbon sink function in a restored peatland[J].Ecological Engineering,2003,20(3):199-210.

[57] SOINI P,RIUTTA T,YLI-PETYS M,et al.Comparison of vegetation and CO2dynamics between a restored cut-away peatland and a pristine fen:Evaluation of the restoration success[J].Restoration Ecology,2010,18(6):894-903.

Review of Researches on Source and Sink of Wetland Ecosystem CO2

DONG Cheng-ren,XI Min,LI Yue,KONG Fan-long,XIE Xiu-feng

(CollegeofChemicalandEnvironmentalEngineering,QingdaoUniversity,Qingdao266071,China)

Wetland ecosystem plays an important role in the fixation and release of greenhouse gases,and thus the researches on source and sink of wetland ecosystem CO2become a hot issue.The characteristics of source and sink of wetland ecosystem CO2in recent years were summarized,and the effects of natural environment factor and human activity on source and sink of wetland ecosystem CO2were also discussed.Studies have shown that the majority of wetland ecosystem is a sink of atmospheric CO2currently,while the net ecosystem exchange of CO2(NEE) changes with significant temporal and spatial characteristics.Temperature is a very important factor which affects NEE.Soil factors including temperature and pH also have obvious effects.Wetland hydrology influences NEE through changing water level.With different vegetation types and its interference,the characteristics of source and sink of wetland ecosystem CO2is different.Wetland has become a source of atmospheric CO2under human activities,the function as CO2sink is restored after the ecological restoration.

wetland;source and sink of CO2;influence factors;human activity

2014-07-25；

2014-10-14

国家自然科学基金项目(41101080)；山东省自然科学基金项目(ZR2011QD009)；山东省高等学校科技计划项目(J12LC04)；青岛市公共领域科技支撑计划资助项目(12-1-3-71-nsh);山东省自然科学基金项目(ZR2014DQ028)

董成仁(1985-)，男，硕士研究生，主要从事湿地变化与环境效应研究。*通讯作者E-mail:qdenv@126.com

10.3969/j.issn.1672-0504.2015.02.022

X171.1

A

1672-0504(2015)02-0109-06