黄河三角洲盐沼湿地碳交换过程及其对潮汐淹水的响应

盐沼湿地作为“蓝碳”生态系统之一，其碳循环过程也是全球碳循环体系中的重要组成部分。周期性潮汐淹水作为盐沼湿地最基本的水文特征，也是盐沼湿地碳交换过程的关键性影响因素。潮汐淹水能够直接影响盐沼湿地生态系统CO2和CH4交换过程，同时也能改变碳交换对环境因子的响应。近年来，全球变暖引起的海平面上升，会直接改变盐沼湿地的潮汐水文状况，并进一步影响其碳循环过程，使得“蓝碳”生态系统的碳汇功能受到严重威胁。因此，阐明盐沼湿地碳交换过程对潮汐淹水的响应，能够为认知“蓝色碳汇”形成过程以及对未来气候变化的响应机制提供科学依据。在此背景下，本研究采用长期定位监测和原位控制实验相结合的方式，阐明黄河三角洲盐沼生态系统CO2交换动态变化规律，揭示多种时间尺度上潮汐作用对盐沼生态系统CO2交换的影响，解析盐沼生态系统CO2和CH4交换对潮汐淹水过程中不同阶段的响应。本研究的主要研究结果如下： （1）研究区域内的盐沼生态系统在2018和2019年生长季期间的日均碳吸收速率为-0.59 g C m-2 d-1，累计碳吸收量为-210 g C m-2，表现为碳汇。净生态系统CO2交换（net ecosystem CO2 exchange，NEE）具有显著的日动态和季节动态变化规律。生长季各月NEE的日动态均呈“U”型曲线，并且各月的变化幅度存在差异。研究期间，盐沼最大生态系统CO2吸收速率为-3.90 μmol m-2 s-1，盐沼夜间生态系统CO2排放最大值为0.45 μmol m-2 s-1。NEE的季节动态主要表现在生长季前中期与生长季末期之间NEE变化幅度的差异。此外，NEE的动态变化是在多种环境因子的共同影响下形成的。研究结果表明，日间NEE（NEEdaytime）主要受到光照的影响，但生长季各月的NEEdaytime光响应曲线存在差异。其中，Amax的变化范围为3.00 ± 0.14 μmol m-2 s-1到4.49 ± 0.27 μmol m-2 s-1。夜间NEE（NEEnighttime）与温度表现出统计学上极显著的回归关系（P < 0.001），但同时也受到了潮汐淹水的影响，使得NEEnighttime的温度响应曲线R2过小（R2 = 0.0282）。 （2）在多时间尺度上，小波分析表明潮汐淹水在多日尺度（8-16天）和季节尺度（64-128天）上显著影响了盐沼湿地的生态系统CO2交换。此外，潮汐淹水还改变了NEE对光温条件的响应。潮汐淹水抑制了盐沼夜间CO2释放，并将夜间生态系统呼吸的温度敏感性指数（Q10）从1.37降低到了1.16，这表明潮汐淹水削弱了盐沼湿地夜间生态系统呼吸对温度的响应。盐沼湿地的日间CO2吸收对潮汐淹水的响应较为复杂，在不同的月份具有不同的表现。总体上，Amax由于受到潮汐影响而从4.76 ± 0.20 μmol m-2 s-1降低到了4.45 ± 0.19 μmol m-2 s-1。 （3）在潮汐淹水过程中，盐沼生态系统CO2和CH4通量在不同的潮汐阶段出现明显波动，淹水水位和土壤盐度是控制碳通量的主要因素。在潮汐淹水期间，盐沼生态系统CO2吸收速率随着淹水深度的增加而显著降低；当潮水完全淹没植物时，盐沼生态系统的CO2吸收被完全抑制（涨潮阶段：0.54 ± 0.08 μmol m-2 s-1；潮汐淹水3 h：0.46 ± 0.10 μmol m-2 s-1；潮汐淹水22 h：0.44 ± 0.05 μmol m-2 s-1）。在涨潮前与落潮后，CO2吸收速率随着土壤盐度的升高而显著降低（P < 0.05，R2 = 0.70）。此外，盐沼生态系统CH4交换过程与土壤盐度以及淹水水位之间的关系均不显著，这可能是由于盐沼CH4交换过程对土壤氧化还原环境的改变更为敏感。在本实验中，落潮后的CH4排放速率高于涨潮前，并且这种差异在低水位和中水位处理中更为显著（低水位：0.56 ± 0.12 vs 0.38 ± 0.09 nmol m-2 s-1；中水位：0.79 ± 0.13 vs 0.40 ± 0.09 nmol m-2 s-1）。此外，随着淹水时间的延长，低水位、中水位和高水位处理的CH4排放速率均有所增加。 综上，本研究证明了潮汐淹水对盐沼湿地碳交换过程的重要影响，为评估全球气候变化背景下盐沼湿地的“蓝色碳汇”功能提供了科学依据

Field heating test device suitable for tidal salt marsh wetlands

本实用新型属于全球变暖背景下的潮汐盐沼湿地温室气体研究技术领域，特别涉及一种适用于潮汐盐沼湿地的野外增温试验装置。包括开顶箱、底部支撑固定件及固定杆，其中底部支撑固定件插入潮汐盐沼湿地土层内，且上端高于潮汐盐沼湿地土层上表面，开顶箱设置于底部支撑固定件上、且通过沿周向布设的多个固定杆与底部支撑固定件连接。固定杆竖直设置，且上端设有弯钩，弯钩钩挂在开顶箱的顶部，固定杆的下端插入潮汐盐沼湿地土层内。本实用新型中的整套试验装置成本低廉，结构简单且易于安装，适用于潮汐盐沼湿地的野外增温控制实验

JUNO Sensitivity on Proton Decay p→νˉK+p\to \bar\nu K^+ Searches

The Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) is a large liquid scintillator detector designed to explore many topics in fundamental physics. In this paper, the potential on searching for proton decay in $p\to \bar\nu K^+$ mode with JUNO is investigated.The kaon and its decay particles feature a clear three-fold coincidence signature that results in a high efficiency for identification. Moreover, the excellent energy resolution of JUNO permits to suppress the sizable background caused by other delayed signals. Based on these advantages, the detection efficiency for the proton decay via $p\to \bar\nu K^+$ is 36.9% with a background level of 0.2 events after 10 years of data taking. The estimated sensitivity based on 200 kton-years exposure is $9.6 \times 10^{33}$ years, competitive with the current best limits on the proton lifetime in this channel

JUNO sensitivity on proton decay p → ν K + searches*

The Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) is a large liquid scintillator detector designed to explore many topics in fundamental physics. In this study, the potential of searching for proton decay in the $p\to \bar{\nu} K^+$ mode with JUNO is investigated. The kaon and its decay particles feature a clear three-fold coincidence signature that results in a high efficiency for identification. Moreover, the excellent energy resolution of JUNO permits suppression of the sizable background caused by other delayed signals. Based on these advantages, the detection efficiency for the proton decay via $p\to \bar{\nu} K^+$ is 36.9% ± 4.9% with a background level of $0.2\pm 0.05({\rm syst})\pm$$0.2({\rm stat})$ events after 10 years of data collection. The estimated sensitivity based on 200 kton-years of exposure is $9.6 \times 10^{33}$ years, which is competitive with the current best limits on the proton lifetime in this channel and complements the use of different detection technologies