全球气候变暖是当今人类所面临的重大环境问题之一,正对人类社会的生存和发展带来巨大挑战,并严重地威胁人类生存与社会经济的可持续发展。有气候科学家们表示,温室气体排放的增加必须立即停止,并且在2015～2020年间开始减少排放,从而到2050年全球的温室气体减排量需达到1990年水平的80%,只有这样才能防止全球平均气温在现有基准上再上升2℃,从而保证人类的生存与发展。全球气候变化的重要原因之一是碳排放,而在大气圈中主要碳以二氧化碳(C02)和甲烷(CH4)的形式存在。其中,作为第二大温室气体(GHG)的甲烷对全球气候变暖的贡献率达到了15%。据统计,大气中的甲烷含量已从工业革命前(1750年)的0.72ppm上升到了2005年的1.77ppm,提高了约1.5倍。一直以来,人们普遍认为化石燃料燃烧才是大气中温室气体浓度升高的主要原因,水力发电则是一种清洁能源。但是,现在已有的大量研究表明,水库已经成为大气CO2和CH4的一个重要排放源,水电作为一种绿色能源的观点正受到不少挑战。三峡水库目前是世界上最大的用于水力发电的人工水库,每年将在库区冬季正常蓄水位175m到夏季最低水位145m之间形成一个落差达30m的永久性水位季节涨落区。已有研究表明,消落带是甲烷排放的核心地带。目前我国对三峡水库消落带的研究主要集中于生态环境污染方面、土地资源利用、土壤环境研究和生态重建研究方面,对消落区温室气体的研究鲜有报道,因此,进行三峡水库消落区甲烷排放的研究具有重要意义。本研究以位于三峡库区重庆段涪陵区珍溪镇的一典型消落区为研究区域,利用静态暗箱(浮箱)-气相色谱法对消落区不同高程(155、165、175m)和永久淹水点(140m高程)及永久非淹水点(180m高程)的甲烷排放日变化、季节变化特征进行了为期两年的原位观测,以期揭示三峡水库消落区不同高程的甲烷排放情况；通过大量长期的野外观测和室内分析等工作,研究取得了以下主要结果：(1)在日变化上,春夏秋冬四季消落带非淹水期间,甲烷排放的日变化曲线呈单峰型,通量极大值基本出现在中午11：00或13：00附近,与温度变化有一定的一致性(R2范围是0.55-0.42,P<0.01)。采样当天的平均排放通量分别为0.019mg·m-2·h-1(春)、0.121mg·m-2·h-’(夏)、0.121mg·m-2·h-’(秋)、0.027mg·m-2-h-1(冬)。(2)在消落带非淹水期间,不同高程生态系统表现出不同的甲烷排放特征。180m高程由于不受淹水影响,排放较稳定,基本在零排放上下波动,但在春夏季的波动要高于秋冬季,观测期间甲烷通量未出现明显的峰值。175m高程在落干期间甲烷排放通量不具有明显的变化规律,出现排放和吸收现象,其中2012年2月17日和5月3日出现两次明显峰值。165m和155m高程在淹水前排放通量很小,处于较低的排放和吸收状态。落干期间不同高程生态系统甲烷平均排放通量的大小顺序为：155m高程(4.11mg·m-2·d-1)>180m高程(1.82mg·m-2·d-1)>175m高程(1.77mg·m-2·d-1)>165m高程(1.24mg·m-2·d-1)。单因素方差分析结果表明,180m、175m和165m三个高程之间甲烷排放通量没有显著的差异性(P>0.05),但均显著低于155m高程(P<0.05)。进入淹水期后,各高程的甲烷排放通量均明显增加,且均表现为甲烷的吸收,排放峰值均出现在淹水期间,排放通量无明显变化规律。145m高程常年淹水,期间甲烷一直处于较高的排放水平。淹水期间各高程垂直所对应的水-气界面甲烷平均排放通量的大小顺序为：155m高程(25.44mg·m-2·d-1)>140m高程(25.11mg·m-2.d-1)>165m高程(23.75mg·m-2.d-1)>175m高程(6.27mg·m-2·d-1),方差分析表明前三个高程的差异不显著,但均显著高于175m高程,其中155m高程的平均排放通量是175m高程的4倍。(3)在月平均排放量上,140m高程全年各月的甲烷平均排放通量均为正值,且呈现先逐渐升高然后逐渐减小的趋势,其中6月份的排放通量最大,11月的排放通量最小；155m高程上各月的甲烷平均排放通量均为正值,表现为甲烷的源,上半年(1月到6月)的排放通量逐渐递减,之后无明显变化规律；165m高程各月的甲烷平均排放通量无明显规律,均为正值,表现为甲烷的源；175m高程除10月外其他月份甲烷平均排放通量均为正值,表现为甲烷的源,总体上说此高程甲烷排放规律为先逐渐减小然后逐渐升高的“V”型；180m高程9月份甲烷的排放通量最大,总体看来无明显变化规律。综合来看全年各月的排放最高值及最低值分别出现在140m高程的6月及180m高程的3月,对于处于消落带的其他三个高程来说,排放最高值及最低值分别出现在165m高程的2月及175m高程的10月。(4)在年排放量上,2011年8月至2012年8月的年各高程生态系统总排放量的大小顺序为：140m高程(95.40kg·ha-1)>155m高程(74.82kg·ha-1)>165m高程(38.29kg·ha-1)>175m高程(14.70kt·ha-1)>180m(8.66kg·ha-1)高程,差异均达到了显著水平(P<0.05)。分别比较175m高程和180m高程两年的生态系统甲烷排放量发现,11年8月至12年8月间的排放量高于10年8月至11年8月,分别高出96.3%和78.5%。若本实验得出的甲烷年排放量能代表整个重庆库区消落区的排放量,则重庆库区消落区2011年8月至2012年8月的甲烷排放量总量为153.15t,平均甲烷排放量为0.5t·km-2·a-1(0.057mg·m-2h-1)。(5)在消落区陆地,土壤含水率是甲烷排放通量的主要影响因素,180m、175m和165m高程甲烷排放通量与WFPS之间均呈现极显著正相关关系(P值均小于0.01),同时温度,碳含量也在相互作用,共同影响着陆地甲烷的排放；在消落区水面,水体温度和水体DOC含量是影响水面甲烷排放的主要因素,其中155m高程的甲烷排放通量与水温显著正相关(P<0.05),140m高程水面点与江水DOC达到了显著的正相关关系(P<0.05),此高程甲烷的月平均排放通量与水深显著负相关(R=-0.534,P=0.037)。