从白蚁甲烷净流出

白蚁(工人阶级)隔离已报告在实验室产生甲烷的利率从1.6 pmol g - 1 h级检测不到(布鲁曼等,1992;Bignell等,1997;Nunes等,1997;杉本et al, 1998 a, 1998 b)。齐默尔曼et al(1982)首先关注潜在的大量的甲烷排放量白蚁。他们估计75 - 310 tg一年级,相当于13-56每分的环球资源。然而,后来估计年度CH4排放的白蚁已经相当低,cf。10 - 90 - tg (Rasmussen和哈利勒,1983),10-30Tg(柯林斯和木材,1984),2-5Tg(西勒等,1984)和6-42Tg(弗雷泽等,1986)。更具争议的是,虽然承认不确定性齐默尔曼et al(1982)土地利用变化的预测,在某些情况下,发布的数量可以平等的所有其他自然资源。此后这个话题已经被许多作者重新审视和几乎所有的假设由齐默尔曼et al(1982)被推翻了,但他们的贡献仍然至关重要,是第一个注意喂养(=功能)组平衡的重要性在微量气体的排放。评论,桑德森(1996),Bignell et al(1997)和杉et al (1998 b)总结可用的甲烷生产总值数据,强调不同的官能团平衡在不同生物地理学区域和扩大之前获得准确的当地人口数据的重要性。 All three reviews give provisional estimates of the gross CH4 production by termites below, or well below 20 per cent of all global sources, but draw attention to the importance of understanding the interaction between sources and sinks (particularly the local oxidation of CH4 by土壤微生物)最后评估前的净白蚁的贡献。

显然,总在殖民地生产取决于个人白蚁和殖民地的放射率大小。第一个可以很容易地确定,而第二个普遍估计的猜测和推断(Eggleton等,1996;Bignell等,1997;麦克唐纳等,1999)。在整个光谱的白蚁种类可用数据表明,发射率在同一种姓相对一致,与更高的生产工人比士兵(最丰富的种姓),数量和仙女(杉等,1998)。结果,大多数殖民地生产的估计是基于测量的工人。任何变异CH4排放的工人因殖民地空间尺度上推断来说至关重要。降低白蚁、超大inter-colonial变化已经被惠勒等(1996)报道,但高等白蚁似乎更一致的跨物种,即使在属(杉等,1998)。

布鲁曼早期贡献et al(1992)和罗兰德et al(1993)集中在CH4通量物种之间的差异和喂养组样品中24种白蚁从非洲和北美。基于biomass-specific soil-feeding形式被发现比wood-feeding物种,生产更多的甲烷与利率超过1.0 pmol g - 1 h级在某些情况下。这种差异已被证实在非洲组合(Nunes等,1997),在东南亚和澳大利亚(Jeeva等,1998;杉本学等,1998),通过研究工人阶级白蚁的标准条件下孵化。wood-feeders典型值的范围可以忽略不计,至0.2 pmol g - 1 h级,而soil-feeders集群通常在0.1和0.4之间pmol g - 1 h级,尽管有些报告更高的利率。值真菌生长的物种大白蚁亚科是变量,范围从0.1到0.3 pmol g - 1 h级;然而,一些殖民地非常大,甚至在这些biomass-specific利率相对较低,可以显著的点光源(泰勒等人,1988;达灵顿等人,1997)。但优秀的CH4生产商在喀麦隆(Nunes等,1997)和婆罗洲(Jeeva et al, 1998)组合物种属的术语,与生产一致的在0.5和1.0之间pmol g - 1 h级。生产的其他成员任期/ Capritermes进化枝(美国米勒,1991)在泰国和澳大利亚北部也很高(杉等,1998)。 However, some termite species (especially those feeding on sound wood or relatively undecayed material) produce little or no CH4. A very high value of 1.6pmol g-1 h-1 is reported for Incisitermes minor, but in a single colony only; ten others of the same species produced no CH4 at all (Wheeler et al, 1996). Sugimoto et al (1998a) also suggested that there could be large variations between colonies in the same species, an observation which is at odds with what is known of the microbiology of the methanogenic process (there would be debilitating redox imbalances in the intestine) and disconcerting for scaling-up exercises. Although not all literature reports can be compared, there appear to be taxonomy-based differences among the subfamilies of Termitidae (Table 5.1), possibly associated with the preponderance of soil-feeders in the Apicotermitinae and Termitinae. In most cases the proportion of total carbon (C) mineralized emitted as CH4 is small (Bignell et al, 1997). The highest figure in the literature, which shows just over 8 per cent of the total C efflux as CH4, is for the Australian soil-feeding species Lophotermes septentrionalis (Sugimoto et al, 1998a). Four other soil-feeders are reported to produce between 5 per cent and 6 per cent of C efflux as CH4: Megagnathotermes sunteri, Cubitermes heghi, Procubitermes arboricola (all Termitinae) and Jugositermes tuberculatus (Apicotermitinae) (Bignell et al, 1997; Sugimoto et al, 1998a).

表5.1甲烷排放量的报道值范围工人种姓白蚁,按亚科和喂养类型分组(从杉et al, 1998 b)

亚科	饮食	CH4排放	CH4排放,	ch4 /二氧化碳,
		范围内,	平均	范围
		Hmol g - h - '	更易与g - 1 h级
大白蚁亚科	木材、树叶	0.02 - -0.36	0.15 (23)	0.001 - -0.025
Termitinae	木材、草	0.04 - -0.17	0.11 (13)	0.0003 - -0.030
(wood-feeders)
Termitinae	土壤腐殖质	0.11 - -1.09	0.41 (16)	0.026 - -0.090
(soil-feeders)
象白蚁亚科	木材、草	0.11 - -0.18	0.16 (8)	0.012 - -0.016
Apicotermitinae	土壤腐殖质	0.05 - -0.70	0.28 (7)	0.003 - -0.054

注意:算术的报道值(在括号中)观察的数量和比率的范围CH4 /二氧化碳。

来源:表从杉et al(2000),由施普林格科学与商业媒体的许可

注意:算术的报道值(在括号中)观察的数量和比率的范围CH4 /二氧化碳。

来源:表从杉et al(2000),由施普林格科学与商业媒体的许可

大多数实验室测量甲烷射流是由收集的白蚁土丘,但喀麦隆的一个重要的观察研究,只有10%的白蚁个体采样在任何给定的时刻出现在成堆(Eggleton等,1996)。很多白蚁土丘将属于物种不构建成堆,和其他人将代表觅食暂时离开巢穴,但是在这两种情况下的生理情况可能不同于那些白蚁土丘,而且可能有不同的相互作用产生的气体和白蚁的直接环境。这突显出的重要性有一个详细的组合结构和动力学的知识,以及一组全面的CH4流出体外测量,扩大之前尝试。

它已成为明显的土壤中甲烷氧化微生物是一个重要的组成部分,这个气体的全球预算(联合国政府间气候变化专门委员会,1995年),约占四分之一的生产所有的自然来源,而且可能唯一地面下沉任何后果(Reeburgh等,1993)。氧化是观察到的一系列土壤环境从热带雨林到苔原,但显示了对扰动的敏感性(例如砍伐树木或耕作),观察,使自然或半自然森林土壤的保护尤为重要(引用在麦当劳等,1998)。主要和旧增长次要热带森林,代表(理论上)地球陆地表面的8%左右,但也可能包含白蚁生物总量的66至66 (Bignell等,1997)因此最感兴趣的CH4通量的上下文。这里有一个潜在的氧化通常发生在土壤中,以及在巢材料和丘墙壁。

麦克唐纳et al(1998、1999)检查点尺度关系CH4氧化生产和在热带森林土壤,专注于soil-feeding白蚁的作用,哪些没有洪涝灾害可能气体的最大来源。生产是不完整的,反映出大丰富的白蚁在土壤剖面的变化从一个采样点到另一个地方。水槽容量也不同,但通常是积极的,这样安静的地方总能在理论上所有产生的甲烷氧化相关的白蚁,即使在这样的白蚁有很高的丰度和生物量。其他的研究都集中在堆土作为外壳结构的作用,也表明氧化能力可以匹配的流出termite-produced CH4(杉等,1998 a, 1998 b)。研究很重要,因为它们评估需要当地氧化因素影响到区域和全球扩大计算。

土壤中甲烷氧化的几率似乎主要是由土壤物理性质控制,调节气体扩散,如纹理(多尔等,1993),水分含量(卡斯特罗等,1995)和温度(Crill, 1991)。输入的氮(N)(他等,1989),pH值(Hutsch等,1994)和土壤有机质(Czeipel等,1995)也被证明能影响氧化率、农业和森林砍伐和转换等土壤扰动持续降低水槽容量(凯勒等人,1990;Lessard等,1994)。这个确认的净排放甲烷的白蚁觅食垃圾和表层土壤是由当地的氧化能力,和生产和氧化将对土地利用变化高度敏感。因此,重要的是要知道白蚁大量水槽和土壤强度系数对扰动梯度不同,因为这将直接联系起来的土地利用变化对全球微量气体的预算。通量的图像总结在图5.1给出了原始森林。

继续阅读:水稻生产

这篇文章有用吗?

0 0