珠江三角洲典型陸地生態(tài)系統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)硫化合物地氣交換通量研究.pdf

1、硫循環(huán)是全球生物地球化學(xué)循環(huán)的一個(gè)重要組成部分。揮發(fā)性有機(jī)硫化合物(Volatile organic sulfur compounds，VOSCs)及其氧化產(chǎn)物是大氣硫酸鹽氣溶膠和云凝結(jié)核的重要來源，對(duì)全球氣候變化、酸雨形成有重要影響。不同生態(tài)系統(tǒng)VOSCs通量差異較大。本研究選取中國(guó)亞熱帶珠江三角洲地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)、稻田生態(tài)系統(tǒng)、城市草地生態(tài)系統(tǒng)和菜地生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用靜態(tài)箱式法，測(cè)量了不同季節(jié)土壤—植被—大氣COS、DMS、C

2、S2和DMDS交換通量，并分析了不同生態(tài)系統(tǒng)各生態(tài)因子對(duì)含硫氣體交換速率的影響。同時(shí)通過室內(nèi)土壤培養(yǎng)，探討了土壤含水量及外加硫源對(duì)含硫氣體釋放的影響。結(jié)果如下：
　　 1.森林生態(tài)系統(tǒng)中無論凋落物有無，森林土壤吸收COS，釋放DMS，而CS2和DMDS源與匯存在很大的不確定性。處于演替中期的混交林土壤COS吸收速率最大，而DMS釋放速率季風(fēng)林顯著高于其他兩種林型。不同林型間CS2和DMDS通量無顯著差異。不同林型間VOSCs通量

3、差異與土壤肥力、土壤微生物群落類型和數(shù)量有關(guān)。同一林內(nèi)有凋落物樣地COS吸收速率和DMS釋放速率高于無凋落物樣地，但凋落物對(duì)CS2和DMDS釋放影響較小。
　　 受排放特征與氣象因素影響，3月大氣COS濃度顯著高于7～10月，7～9月大氣DMS濃度顯著高于10月和3月。3月土壤COS吸收速率高于其他月份，DMS釋放速率7～9月高于10月和3月。日變化結(jié)果表明，土壤COS吸收速率白天略高于晚上，DMS釋放速率白天顯著高于晚上，CS

4、2和DMDS通量不存在明顯的日夜變化。
　　 COS和DMS交換速率與土壤呼吸速率呈正相關(guān)。VOSCs交換速率受溫度、土壤含水量、土壤微生物和空氣中VOSCs濃度等因素共同影響。
　　 2.稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收COS，釋放DMS，而CS2和DMDS排放與吸收則存在很大不確定性。有水稻稻田吸收COS，無水稻稻田釋放COS。無論水稻有無稻田均釋放DMS，但有水稻稻田DMS釋放速率顯著高于無水稻稻田，說明水稻本身可吸收COS釋放D

5、MS。
　　 水稻不同生長(zhǎng)階段COS和DMS通量差異較大，孕穗抽穗期COS和DMS交換速率最大，但不同階段CS2和DMDS釋放速率無差異。稻田VOSCs釋放主要受水稻和土壤微生物共同作用影響。
　　 水份對(duì)稻田土壤COS釋放影響較大，干旱土壤吸收COS，水淹土壤釋放COS，但水份對(duì)DMS，CS2和DMDS釋放無顯著影響。不同含水量條件下土壤氧化還原電位和土壤微生物種類差異可能是土壤COS通量差異的原因。
　　 3

6、.城市草地結(jié)果表明，無論禾草有無，草地吸收COS釋放DMS。CS2和DMDS存在不確定性，且交換速率顯著低于COS和DMS交換速率。有禾草土壤COS和DMS交換速率高于無禾草土壤，但禾草對(duì)CS2和DMDS釋放無顯著影響。割草前后VOSCs釋放速率無顯著變化。COS通量季節(jié)變化和日變化結(jié)果顯示，溫度和大氣COS濃度是影響草地COS吸收的重要因素，溫度也影響草地DMS和CS2釋放速率，但DMDS釋放不受溫度的影響。
　　 4.由于菜

7、地土壤經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)，有蔬菜時(shí)菜地釋放COS、DMS、CS2和DMDS，其中DMDS釋放量占全部VOSCs釋放的75％。蔬菜對(duì)VOSCs釋放有重要影響，無蔬菜土壤COS釋放速率顯著高于有蔬菜土壤，CS2和DMDS釋放速率隨蔬菜生長(zhǎng)而增加，蔬菜收割后DMS釋放速率顯著高于收割前。溫度影響COS和CS2的釋放，CO2交換速率與COS和DMS釋放速率呈正相關(guān)，與CS2和DMDS釋放速率呈負(fù)相關(guān)。
　　 5.室內(nèi)土壤培養(yǎng)結(jié)果表明，低含

8、水量土壤吸收COS，釋放DMS，高含水量土壤釋放COS和DMS，含水量飽和土壤COS和DMS釋放速率顯著高于濕潤(rùn)和干旱土壤，但土壤含水量對(duì)CS2和DMDS釋放速率影響不大。土壤含水量影響土壤氧化還原電位從而影響土壤含硫氣體釋放。
　　 外加硫結(jié)果顯示，添加甲硫氨酸主要釋放DMDS和DMS，添加半胱氨酸主要釋放CS2和DMS，胱氨酸加入后土壤吸收DMDS速率顯著增加，Na2S加入后DMDS釋放速率顯著增加，Na2SO4對(duì)土壤含硫氣