滨海蓝碳生态系统的碳库间相互作用研究进展及展望

红树林、滨海盐沼和海草床是典型的滨海蓝碳生态系统,具有相当可观的固碳能力。植被碳库和沉积物碳库是蓝碳生态系统有机碳的主要载体,其变化过程决定了生态系统的整体固碳能力。本文尝试从碳库相互作用的角度出发,通过文献梳理,总结不同植被碳库之间、不同沉积物碳库之间以及植被碳库和沉积物碳库之间相互作用的研究进展,指出物种竞争、外源碳输入以及生物地貌学过程在碳库相互作用中所起到的重要作用,并提出滨海蓝碳生态系统碳库研究中存在的问题和未来研究的方向。     

杭州湾南岸滨海盐沼碳库的季节性变化

滨海盐沼的碳库变化可为蓝碳碳汇核算提供依据。为量化短时间尺度(季节到年际尺度)内滨海盐沼碳库的固碳速率,基于高分辨率的地表高程监测系统,于2022年在杭州湾南岸典型滨海盐沼开展了季节性的观测和采样分析。研究结果表明,在观测期间,本地种海三棱藨草和外来种互花米草的生长呈现季节性变化特征,植物生长主要集中在3—9月。就植物碳库的地下部分而言,海三棱藨草固碳量达到11 g C·m^-2,互花米草盐沼则较高,为56 g C·m^-2。地表高程监测数据表明,海三棱藨草盐沼的沉积速率为12.30 cm·a^-1,略低于互花米草盐沼的沉积速率(13.02 cm·a^-1)。结合沉积速率与沉积物容重、有机碳含量等数据,可以算得观测期间,海三棱藨草盐沼沉积物碳埋藏速率为460 g C·m^-2·a^-1,互花米草盐沼沉积物碳埋藏速率为588 g C·m^-2·a^-1,这两种滨海湿地的碳埋藏速率也具有季节性,在夏、秋季达到高值。结合植物碳库和沉积...     

全球海岸带国家蓝碳资源价值与类型研究

海岸带蓝碳生态系统已成为应对气候变化重要的基于自然的解决方案。本研究梳理了全球海岸带蓝碳生态系统的分布、碳封存量和封存价值,并根据经济、科技、蓝碳封存量三个指标对各海岸带国家和地区进行分类。海岸带蓝碳生态系统分布最广的国家是澳大利亚、印度尼西亚、墨西哥和美国,而印度尼西亚、澳大利亚、马来西亚和巴西碳埋藏量最高。全球每年蓝碳埋藏价值在碳交易和碳税价格下分别为3.47×109美元和2.35×109美元。中国拥有丰富的海岸带蓝碳资源,生态系统面积排名第10,年封存量排名第21;然而蓝碳自然资源的赋存禀赋与现有碳价格体系下的价值匹配性较差,基于碳交易价格的中国海岸带蓝碳埋藏价值全球排名第27,基于碳税价格仅排名第39。碳价格低迷将会导致在国际蓝碳交易中处于劣势,中国后续应不断完善碳排放交易市场。中国具有在蓝碳研究以及修复投入与实践方面的优势,以及贝藻养殖、海洋牧场等特色蓝碳资源,可结合不同类型的蓝碳国家经济科技条件与自然条件制定多元合作策略。     

互花米草湿地碳储量及碳汇研究进展

滨海湿地生态系统具有高的碳储量和固碳能力。互花米草的入侵加快了滨海湿地生态系统碳沉积的速度,提高了有机碳积累潜力。就全球气候变化,尤其是全球变暖和海平面上升的角度讲,互花米草入侵对滨海湿地生态系统是有利的。     

碳中和背景下我国发展滨海蓝色碳汇的优势、挑战及对策

滨海蓝色碳汇在全球气候变化和碳循环中具有重要作用,通过生态修复和市场交易等方式巩固和提升滨海蓝碳,是实现碳中和目标最为经济有效的方式之一。为进一步挖掘滨海蓝碳的潜力,推动实现碳中和目标,文章概述发展滨海蓝碳的诸多优势,分析其在制度建设和技术开发方面面临的问题和挑战,并提出对策建议：完善滨海蓝碳保护修复和碳汇交易的政策措施,推进陆海统筹和生态补偿的机制建设;推动滨海蓝碳纳入温室气体清单编制,积极参与国际合作;设立监测评估试点,提升监测能力,完善碳汇计量核算方法;加强科学研究,突破关键技术瓶颈。     

青岛胶州湾大沽河口滨海湿地的碳埋藏能力

河口滨海湿地是海岸带的重要组成部分,沉积速率高,伴随河流泥沙颗粒物进入海洋的有机质主要埋藏在河口及临近海区.通过对河口滨海湿地碳埋藏能力的研究,能够更全面地认识河口滨海湿地在全球碳循环中的作用,有效评估其对全球气候变化的影响.以青岛胶州湾大沽河口滨海湿地为研究对象,估算研究区自然湿地全新世碳埋藏能力.通过对3根岩心共计117个样品的粒度、有机碳/氮测试分析和统计,结合210Pb、137CS测年结果计算得出,研究区陆域沼泽湿地环境总碳沉积通量为102 gC/m2/a,其中有机碳沉积通量为84.8 gC/m2/a;滩涂湿地环境总碳沉积通量为93.5 gC/m2/a,其中有机碳沉积通量为69.9 gC/m2/a.估算现代大沽河口31 km2自然湿地范围内,平均年总碳埋藏量为2.96 GgC,有机碳埋藏量为2.27 GgC.根据研究区历史调查资料统计,大沽河口三角洲全新世沉积地层厚度为3～10 m,按平均厚度6 m估算,全新世以来河口湿地总碳埋藏量为66 GgC/km2,有机碳埋藏总量约为51 GgC/km2.     

长江口不同沉积环境沉积物中碳的分布和来源

利用2004年5月在长江口门区获得的R3、N3、S3和S1四个沉积物柱状样品,对其各种形态碳的含量和垂直分布、TOC/N值以及同位素δ13Corg值进行了分析,并结合该区域的水文悬沙特征,探讨了影响沉积物中碳埋藏的因素及其物质来源,结果表明:长江的径流量和沉积速率是影响长江口碳埋藏的两大重要因素,对各种形态碳在沉积柱中...     

海草床沉积物有机碳研究综述

海草床具有重要的生态系统服务功能,可以为海洋生物提供栖息地和食物来源,同时还具有重要的碳储存功能,海草床“蓝碳”功能日益受到学术界的重视,据研究全球每年海草床的碳埋藏量高达(2.7~4.4)×10⁷ MgC。近年来,由于人类活动的影响,世界范围内海草床衰退严重,导致海草床沉积物有机碳储量降低。本文综述了全球海草床沉积物有机碳的来源、组分、储量以及指示作用;从物理、化学和生物三方面讨论了影响海草床碳储量的环境因素。最后提出了未来主要研究方向,主要包括加强海草床碳通量普查,分析全球气候变化背景下海草床沉积物有机碳的变化机制,明确海草床碳储量流失速率,研究海岸带工程对海草床沉积物有机碳的影响。评估海草床沉积物有机碳储量及变化机制可以为全球海洋蓝碳研究提供科学依据。     

楚科奇海陆架有机碳埋藏研究

分析了楚科奇海数个站位表层沉积物中有机碳含量、J8站位的沉积速率和有机碳含量的垂直分布.结果显示沉积物中有机碳含量为0.56%～2.00%,平均值为1.31%（m/m,下同）,J8站位有机碳含量随埋藏深度的增加呈略为降低的趋势,有机碳的埋藏速率约1.56mg/（cm2.a）,相对于楚科奇海和该站位的浮游植物光合作用合成的有机碳而言,进入沉积物的有机碳占初级生产力的比例很高.这说明楚科奇海沉积物有很高的接纳初级生产者产生的有机碳并将其固定、保存的能力.     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)养殖区沉积物微生物多样性及固碳潜力研究

海洋蓝碳是海洋碳汇研究的重要领域,厘清不同蓝碳生境中沉积物有机碳组分格局是当前研究的热点之一。为更好地理解此问题,现以近海厚壳贻贝养殖区这一特殊蓝碳生境为对象,解析沉积物中的碳氮组分格局;进一步通过关联沉积物微生物群落、结合卡尔文循环和还原三羧酸循环的关键基因相对丰度分析,评估厚壳贻贝养殖区沉积物的固碳潜力。结果表明,相较于非养殖区,厚壳贻贝养殖区沉积物惰性碳的累积较大,氮组分主要以氨氮形式存在;同时养殖区高微生物量碳和微生物量氮指示了其沉积物中碳周转较快,碳氮组分特征差异明显。沉积物微生物高通量测序结果显示养殖区沉积物微生物主要以Gamma变形菌纲和Delta变形菌纲为主,且微生物类群与颗粒有机碳、惰性碳等碳组分存在明显的相关性。与惰性碳存在明显正相关关系的硫微螺菌科(Thiomicrospiraceae)丰度在养殖区沉积物中显著高于非养殖区沉积物。贻贝养殖区沉积物包含cbbL在内的6种关键功能基因,固碳潜力明显。研究结果将为进一步探究蓝碳生境的有机碳来源和微生物固碳效率提供基础依据。     

Solutions to blue carbon emissions: Shrimp cultivation,mangrove deforestation and climate change in coastal Bangladesh

In Bangladesh, export-oriented shrimp farming is one of the most important sectors of the national economy. However, shrimp farming in coastal Bangladesh has devastating effects on mangrove forests. Mangroves are the most carbon-rich forests in the tropics, and blue carbon (i.e., carbon in coastal and marine ecosystems) emissions from mangrove deforestation due to shrimp cultivation are accumulating. These anthropogenic carbon emissions are the dominant cause of climate change, which in turn affect shrimp cultivation. Some adaptation strategies including Integrated Multi-Trophic Aquaculture (IMTA), mangrove restoration, and Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation (REDD+) could help to reduce blue carbon emissions. Translocation of shrimp culture from mangroves to open-water IMTA and restoration of habitats could reduce blue carbon emissions, which in turn would increase blue carbon sequestration. Mangrove restoration by the REDD+ program also has the potential to conserve mangroves for resilience to climate change. However, institutional support is needed to implement the proposed adaptation strategies.     

鱼类在海洋碳循环中的作用及研究展望

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途经。海洋作为地球最大碳库,研究发现越来越多的海洋和海岸带生物参与碳循环,并对海洋碳汇产生重要贡献。鱼类作为海洋生态系统中最重要组成部分之一,其在海洋碳循环中的作用还没有引起足够的重视。最新研究表明海洋鱼类在无机碳循环中发挥了重要作用,深化对鱼类参与碳循环过程的认识、量化其固碳潜力将有助于丰富海洋碳循环研究。本文首先系统梳理了鱼类参与碳循环的过程和机制等研究进展。鱼类通过产生碳酸盐粪便、水平和垂直迁移运输、生物扰动、生物碳和“尸体”碳以及食物网消耗与传输等方式参与海洋碳循环。鱼类参与碳循环的证据和参与海洋碳循环的重要性逐渐凸显。其次,本文提出目前鱼类参与碳循环研究存在的问题与挑战,包括渔业捕捞源汇之争、水产养殖业的机遇和挑战以及准确量化鱼源碳酸盐的困难,仍有待理论和方法学的深化研究和技术的革新去解决。最后本文提出鱼类参与碳循环的研究展望,及其在全球气候变化背景下的潜在机遇,同时结合当前渔业碳汇的发展进程以及行业需求,提出渔业减排固碳发展路径建议。本文旨在提升鱼类在海洋碳循环贡献和服务生态系统的潜力的认识,为海洋碳汇和渔业碳汇研究提供新的视角。     

红树林生态修复固碳效果的主要影响因素分析

红树林是具有重要碳汇功能的生态系统,其保护和修复成为海洋领域应对气候变化的重要手段。适宜的生境条件是红树林生态修复成功与否的关键因素,而红树植物物种和种植措施等也决定了修复后生态系统结构和功能的发展。本研究综述了红树林生态修复固碳功能的特点,分析了生境条件、物种和种植措施等因素对红树林生态系统固碳效果的影响,以期为红树林生态修复提供参考。总体上,红树林生态修复促进了有机碳在植物体和土壤中的累积,而在生态修复初期红树植被的固碳能力高于土壤。水文条件、滩涂高程、底质条件、物种、种植密度和种苗来源等关系到修复后红树植物的生长、颗粒态有机物的沉降、有机物的输出和保留、有机质的分解等过程,进而影响生态系统的固碳能力。因此,开展红树林生态修复时选择适宜生境条件的修复地块,合理选择物种和种植措施,在提高植被恢复效果的同时可提高红树林固碳增汇的生态功能。     

东海颗粒碳的垂直转移过程

在１９９３年和１９９４年两个航次中，利用震动式取样从东海陆架取得３个柱状岩芯样品。对其进行了ＰＯＣ，ＰＩＣ，ＰＯＮ含量和粒度分析，并同其上覆水体的ＰＯＣ，ＰＩＣ以及总颗粒物的垂直通量和悬浮体作了比较。     

江苏盐城滨海盐沼湿地沉积物有机碳含量及碳储量研究

全球范围内有植被定植的海岸带栖息地(红树林、盐沼和海草床)是巨大的沉积物有机碳碳库,同时也是自然生态系统中最密集的碳汇之一,在全球碳循环中发挥着重要作用。针对江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳的研究,区域上的稀疏性和偏向性限制了其作为区域碳汇能力的可靠估计。本研究采用47个100 cm深沉积柱样的现场调查数据,探讨了江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳含量、密度和储量特征。结果表明,0～100 cm深度沉积物有机碳平均含量和平均密度分别为1.68%和23.07 kg/m³,不同盐沼群落沉积物有机碳含量和密度存在一定的差异,其中有机碳平均含量大小排序依次为互花米草>芦苇>盐地碱蓬,有机碳密度排序为芦苇>互花米草>盐地碱蓬。总体而言,3种盐沼群落沉积物有机碳含量的垂向变化趋势与有机碳密度变化趋势具有一致性,芦苇和互花米草表聚性明显。沉积物有机碳含量与其理化性质有关,互花米草群落沉积物有机碳含量具有明显的粒度控制效应,而其他群落不显著。3种盐沼湿地类型0～100 cm深度沉积物总碳储量约为6195.27×10³Mg C。研究成果揭...     

《气候变化中的海洋与冰冻圈特别报告》的蓝碳内容及其影响

国际社会普遍认识到蓝碳在减缓和适应气候变化方面的价值,联合国政府间气候变化委员会(IPCC)于2019年9月25日发布的《气候变化中的海洋与冰冻圈特别报告》(SROCC)将蓝碳作为海洋自然过程减缓的重要内容,指出易于管理的海洋系统所有生物驱动的碳通量及存量可以被认为是蓝碳,并将红树林、海草床和滨海盐沼、大型海藻列为第四类海岸带蓝碳,并评述了气候变化对蓝碳的影响,蓝碳减缓、适应气候变化等内容,指出蓝碳是大部分沿海国家当前“无悔的选择”,SROCC对蓝碳发展具有里程碑意义。建议我国应加强蓝碳基础调查和研究,将蓝碳纳入国家温室气体清单和国家自主贡献,以蓝碳为抓手推动滨海湿地保护和恢复。     

Potential blue carbon from coastal ecosystems in the Republic of Korea

Ocean Science Journal - The sequestration of carbon dioxide (CO2) from the atmosphere and ocean into coastal ecosystems such as seaweed beds, seagrasses, saltmarshes, and tidal flats is an...     

海底地下水排放对典型红树林蓝碳收支的影响

海底地下水排放(Submarine Groundwater Discharge，SGD)是陆海相互作用的重要表现形式之一，其携带的物质对近岸海域生源要素的收支有重要影响。本文利用222Rn示踪技术估算了我国典型红树林海湾—广西珍珠湾在2019年枯季(1月)SGD携带的碳通量。调查发现，地下水中222Rn活度、溶解无机碳(DIC)和溶解有机碳(DOC)的平均浓度均高于河水和湾内表层海水。利用222Rn质量平衡模型估算得到珍珠湾SGD速率为(0.36±0.36) m/d，SGD输入到珍珠湾的DIC和DOC通量分别为(2.41±2.63)×107 mol/d和(1.96±2.20)×106 mol/d。珍珠湾溶解碳的源汇收支表明，SGD携带的DIC和DOC分别占珍珠湾总DIC和总DOC来源的91%和89%。因此，SGD携带的DIC和DOC是珍珠湾DIC和DOC的主要来源，是海岸带蓝碳收支和生物地球化学循环过程中的重要组成。     

鼠尾藻(Sargassum thunbergii)固碳能力对流速的响应

流动的海水可以为海藻的生长提供所需的营养物质,对其生长和繁殖起到了非常重要的作用,而当前的生理生态学模拟实验,大多忽略了这一重要的环境因子.大型海藻虽然被认为是第4类"蓝碳",但关于其固碳能力的研究较少.本研究设计了一种可以调节流速的大型海藻固碳能力测量系统,既可以测量大型海藻的净光合速率、呼吸速率和对无机氮、无机磷的...