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N2O是一种重要的温室气体,它既损耗臭氧层,又产生很强的温室效应。海洋是大气N2O的重要排放源,河口、海湾和潮间带等近岸海域,虽然仅占整个海洋的一小部分,但其释放的N2O量却在海洋N2O释放总量中占较大比例,因此对河口、海湾、潮间带等近岸生态系统N2O的相关研究,对更准确地估算全球范围的N2O释放,认识人类活动对全球气候变化的影响具有重要意义。
本项研究以海南岛具代表性的热带海湾三亚湾和东寨港、三亚河、青梅港三个红树林自然保护区为研究对象,运用静态顶空气相色谱法和静态密闭箱.气相色谱法对水样和气样进行了相关分析,研究了这些近海生态系统N2O的分布特征,N2O通量时空变化及影响因素。主要研究结果为:
(1)三亚河N2O浓度同变化范围在12.7～17.6nmol/L,饱和度范围在170.9％～236.9％,全天均处于高度过饱和状态；三亚湾海水中溶存N2O的浓度范围为7.57～15.04nmol/L,饱和度范围为101.8％～202.2％,也均处于过饱和状态,并明显受到三亚河水人为污染的影响,表明三亚河和三亚湾都是大气N2O的源。三亚湾N2O浓度分布呈现自三亚河河口近岸海区向远岸海区逐渐降低的趋势,三亚河口和渡口站水体中的N2O浓度明显高于湾内其它海区,而湾内其它海区N2O浓度差异不大。
(2)利用双层模型计算了三亚河和三亚湾的N2O海-气交换通量,分别为5.71～11.63μmol/(m2·d)和0.33～8.26μmol/q(m2·d),表明三亚河与三亚湾水体中N2I已明显受到人类活动的影响。另外对三亚河和三亚湾N2O浓度与盐度,营养盐的关系进行了相关分析,发现其与盐度之间的关系为负相关,与NO2-、NO2-和NH4+的关系为正相关。
(3)红树林湿地N2O通量的时空变化波动较大,N2O日通量范围在-186.39～200.75μg·m-12·h-1；季节均值则分别为8.72μg·m-2·h-1(春),10.78μg·m-2·h-1(夏),4.56μg·m-2·h-1(秋)和2.96μg·m-2·h-1(冬)；三亚河,青梅港和东寨港三个保护区N2O通量年均值分别为4.43μg·m-2·h-1,5.15μg·m-2·h-1和10.67μg·m-2·h-1。观测期内整个红树林湿地N2O同释放通量之和为正值,表明其总体上为大气N2O的源。
(4)红树林湿地N2O排放的日变化规律呈现正午高凌晨低的特点,13:30排放通量最高,而在4:30相对较低。N2O通量的季节变化则表现出夏季通量值最高,春季次之,秋、冬两季较低且变化平稳的特点。对N2O排放通量与箱温进行SPSS数据分析,结果表明,N2O通量与箱温之间呈弱相关性(r=0.13,n=25),而从全文分析来看,N2O排放通量与温度,土壤含水量和土壤总有机碳含量等环境因子密切相关。