Veranderingen in wereldwijde regenpatronen en de bouw van kunstmatige dammen hebben geleid tot wijdverbreide veranderingen in hydrologische processen in oeverecosystemen. In de tussentijd, geïntensiveerde landbouwactiviteiten hebben geleid tot een verhoogde toevoer van stikstof (N) en fosfor (P) in de oeverecosystemen die verband houden met de Yangtze-rivier. Echter, het blijft onduidelijk hoe de broeikasgassen (CO ₂ , CH ₄ , en N ₂ O) reageren op zowel de hydrologische veranderingen als de nutriëntentoevoer in de oeverzone.

Om de effecten van hydrologische veranderingen en nutriëntentoevoer op de broeikasgassen in de oeverzone te onderzoeken, doctoraat student Shi Wenjun, onder toezicht van Prof. Zhang Quanfa en Ye Chen van de Wuhan Botanical Garden van de Chinese Academie van Wetenschappen, voerde een in situ experiment uit in de zone met fluctuatie van het waterpeil van het Three Gorges Reservoir.

Dit experiment werd uitgevoerd in het Zhongxian Revegetation Station van Chongqing, China. De voorgeschreven hydrologische wijzigingen (d.w.z. aanhoudende overstromingen, periodieke overstromingen, geen overstroming) en nutriëntentoevoegingsexperimenten (N-toevoeging, P toevoeging, N + P toevoeging, en controleplots) werden vastgesteld op negen blokken van 15 x 3 m langs de hoogtegradiënt.

Uit de resultaten bleek dat hydrologische veranderingen de uitstoot van drie broeikasgassen aanzienlijk beïnvloedden. Voortdurende overstroming verminderde CO . aanzienlijk ₂ en N ₂ O-emissies over alle nutriëntentoevoegingsbehandelingen, maar sterk verhoogde CH ₄ uitstoot.

De gelijktijdige toevoeging van stikstof en fosfor bevorderde de uitstoot van broeikasgassen, terwijl toevoeging van fosfor alleen de N . aanzienlijk verminderde ₂ O stromen.

De kwantitatieve PCR-benadering (qPCR) analyse onthulde dat continue overstromingen de abundanties van functionele genen geassocieerd met CH4-oxidatie aanzienlijk verminderden, nitrificatie, en denitrificatieproces, terwijl N + P-toevoeging de abundanties van functionele genen verhoogde.

Daarom, hydrologische veranderingen en nutriëntentoevoer hebben voornamelijk invloed op de uitstoot van broeikasgassen door veranderende bodemomgevingsfactoren (bodemredoxomstandigheden, vochtgehalte, bodem organische koolstof) en de overvloed aan verwante functionele genen.

Door gebruik te maken van het veelgebruikte aardopwarmingsvermogen (GWP, op een tijdshorizon van 100 jaar), deze studie schat dat de zone met fluctuatie van het waterpeil van het Three Gorges Reservoir een positief netto GWP heeft. Continue overstromingsbehandeling kan GWP verminderen, terwijl N+P het GWP zal verhogen.

Dit onderzoek is van groot belang voor het ophelderen van het mechanisme van de uitstoot van broeikasgassen van de oeverecosystemen en voor het berekenen van het koolstofbudget van de waterstandfluctuatiezone van het Three Gorges Reservoir.

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Natural Science Foundation of China, en de Youth Innovation Promotion Association van CAS.

De resultaten zijn online gepubliceerd in Wateronderzoek , getiteld "Uiteenlopende effecten van hydrologische verandering en toevoeging van nutriënten op de uitstoot van broeikasgassen in de fluctuatiezone van het waterpeil van het Three Gorges Reservoir, China."