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水产养殖是人类开发利用渔业资源的有效方式,各类养殖塘的建设在全球范围内形成了星罗棋布的人工水生生态系统。作为一种重要的陆域水生态系统类型,密集的生物量和碳氮负荷的增加,导致养殖水体在储存大量碳的同时成为CH4和CO2重要的碳源或碳汇。然而养殖生态系统因水域面积狭小、分布零散,使得该系统较少获得关注。有鉴于此,本研究以闽江河口典型对虾养殖系统为研究对象,在养殖和非养殖期间,通过多种手段监测养殖水溶解CH4和CO2浓度剖面和水/沉积物-大气CH4和CO2通量,并原位同步测定各项理化参数,以期揭示滨海围垦养殖塘碳通量变化特征,为完善水产养殖系统大尺度上的碳排放清单,制定沿海“碳汇渔业”减排方案提供数据支撑。(1)养虾塘环境因子的时间变化特征通过野外原位观测和室内分析结合的方法,于2017年6月次年5月,测定养虾塘各项环境因子。结果显示:闽江口围垦养虾塘各环境因子均存在显著时间变化特征,气象参数随着季节的变化而改变,为了将养殖水质调节在适宜对虾生长的范围内,养殖水电导率、溶解氧(DO)、氧化还原电位、pH、叶绿素a(Chl-a)和盐度等指标波动频繁,但变化幅度较小;受养殖活动(水质调控、饲料投放)和生物代谢影响,养殖前期水体营养盐如溶解性有机碳(DOC)、总氮(TDN)、氨氮(NH4+)和总磷(TDP)和沉积物总氮、总碳呈逐渐积累的状态,养殖前期营养物质浓度均明显低于养殖中期和后期;进入到非养殖期,养虾塘淹水和排水状态以及沉积物干湿程度的变化,造成非养殖期各理化参数与养殖期呈现明显差异。(2)养殖期养虾塘水体溶解CH4和CO2浓度剖面变化特征采用顶空平衡-气相色谱法,于2017年6月11月,监测养殖期养殖水溶解CH4和CO2的浓度剖面。结果显示:养殖水CH4和CO2基本长期处于过饱和状态,其均值分别为(13.85±3.57)μmol·L-1和(44.43±1.63)μmol·L-1;CH4和CO2浓度随时间变化范围分别为1.2855.97μmol·L-1和18.1179.60μmol·L-1,相关分析表明pH值、总氮和总磷是影响CH4浓度时间动态的重要因子,气象参数、水温、pH和溶解氧是影响CO2浓度时间变化的重要因子;CH4和CO2浓度随水深变化范围分别为4.3132.69μmol·L-1和36.4055.68μmol·L-1,CH4和CO2浓度基本呈底层>中层>表层的变化特征,但CO2浓度的变化规律较不明显。(3)观测期间养虾塘水/沉积物-大气界面CH4和CO2通量变化采用悬浮/静态箱-气相色谱法,于2017年6月次年5月,监测养殖水/沉积物-大气界面CH4和CO2通量。结果显示:养虾塘CH4和CO2通量分别基本处于净排放和吸收的状态,养殖期CH4和CO2平均通量分别为(35.74±10.88)和(0.03±4.57)mg·m-2·h-1,非养殖期分别为(5.56±1.73)和(-34.30±13.15)mg·m-2·h-1;养殖期CH4和CO2通量范围分别介于1.17127.09和-24.9920.69 mg·m-2·h-1,非养殖期得范围分别介于0.2320.16和-113.9626.91 mg·m-2·h-1;相关分析表明水温、溶解氧浓度以及生物活动是影响养殖期CH4通量的重要因子,排水环境下温度、沉积物TC和TN以及含水率可能显著影响着非养殖期CH4通量;浮游植物和陆地植物的光合作用,分别对养殖期和非养殖期CO2通量有着重要影响。(4)闽江口围垦养虾塘养殖期不同传输途径对CH4排放通量的贡献采用传统悬浮/扩散箱-气相色谱法,于2017年6月11月,监测养虾塘CH4通过气泡和扩散传输途径排放通量。结果显示:CH4气泡和扩散通量变化范围分别介于0.49125.69和0.082.99 mg·m-2·h-1之间,气泡途径CH4排放通量贡献了总排放通量70以上%,表明在浅水滨海养虾塘中CH4进入大气库的途径是以气泡传输为主。在时间动态上,两种传输途径的CH4通量均经历了上升后下降的变化,气泡和扩散通量分别在8月中旬和9月下旬达到峰值;水温和溶解氧为影响CH4气泡排放的重要因子,同时溶解氧浓度也影响着CH4扩散传输与排放。