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海岸带蓝碳研究及其展望 总被引：2，自引：0，他引：2
《中国科学:地球科学》2015,(11)
海岸带蓝碳是海洋碳汇的重要组成部分,在应对全球气候变化中具有十分重要的作用.通过系统调研,综述了海岸带蓝碳的组成、碳通量及其影响因素.针对海岸带蓝碳组成,重点阐述了红树林、盐沼和海草床这三种海岸带地区最具固碳效率生态系统的有机碳捕获与埋藏特征.在此基础上,从海岸带地区的水-气、土-气、地下水(孔隙水)向上交换的垂直界面,以及河口-(潮滩)湿地-近海的陆海水平界面两个维度分析了海岸带系统中不同形态碳的交换、输送过程及其通量,探讨了海岸带碳库收支对全球碳循环的影响.同时,结合海岸带人类活动特点以及对气候变化的响应规律,提出当前中国海岸带地区的蓝碳和碳汇功能正在经受着新一轮沿海土地开发、流域筑坝建库、近海富营养化及海平面上升等系列复杂因素的剧烈作用.因此,要充分结合中国海岸带地区的自然与社会属性特点,以陆海统筹为指导,进一步深化海岸带蓝碳研究,提高对不同区域及海岸带类型的固碳效率、碳库总量和生物地球化学循环过程的认识,建立和完善固碳增汇技术体系,构建海岸带蓝碳系统的综合观测网络与管理平台,服务于中国海岸带地区的蓝碳保护和生态文明建设. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(4)
海洋是地球上最大的碳库,发挥着全球气候变化"缓冲器"的作用.蓝色碳汇,简称"蓝碳",即由海洋生态系统捕获的碳(主要是有机碳),是海洋储碳的重要机制之一.蓝碳最初认识的形式是可见的海岸带植物固碳.其实之前没有得到足够重视的、看不见的微型生物(浮游植物、细菌、古菌、病毒、原生动物)占海洋生物量9 0%以上,是蓝碳的主要贡献者.中国陆架边缘海占国土总面积的1/3,碳汇潜力巨大,亟待研发.本文以近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式为主线,论述了近海生态系统结构与碳循环功能特征、碳汇形成过程与机理,并结合近海碳汇在沉积记录中的地史过程演变探讨了自然过程和人类活动对碳汇的可能影响,展望了碳汇工程在增加近海海洋储碳能力方面的应用前景. 相似文献
3.
《中国科学:地球科学》2018,(11)
中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依"世界第三极"青藏高原、南邻"全球气候引擎"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区(渤海、黄海、东海、南海)、不同界面(陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等),以及不同生态系统(红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等)多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO_2约0.22Tg Ca~(-1),黄海吸收CO_2约1.15Tg Ca~(-1),东海吸收CO_2约6.92～23.30Tg Ca~(-1),南海释放CO_2约13.86～33.60Tg Ca~(-1).如果仅考虑海-气界面的CO_2交换,中国海总体上是大气CO_2的"源",净释放量约6.01～9.33Tg Ca~(-1).这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳(DIC)分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca~(-1),而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca~(-1),远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca~(-1).东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca~(-1).就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca~(-1),海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59Tg Ca~(-1);中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca~(-1),沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca~(-1).总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca~(-1).中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca~(-1),南海输出约31.39Tg Ca~(-1).综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO_2的"源",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵(DOC转化输出)作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析. 相似文献
4.
《中国科学:地球科学》2017,(12)
中国是世界上海水养殖规模最大的国家,通过开展近海养殖增加海洋碳汇(亦称蓝碳)是应对全球气候变化和促进低碳发展的一条新的科学途径.蓝碳是"蓝色粮仓"建设的重要内容之一,通过提高贝藻等的养殖产量,增加可移出的碳汇,是近海蓝碳开发的一部分.而微型生物蓝碳、溶解有机碳(主要指惰性溶解有机碳)、颗粒碳的沉积等都是养殖碳汇的重要组成部分,是以往被遗漏的碳汇部分.从不同角度全面揭示近海养殖环境的碳汇形成过程与机制,科学评估近海养殖碳汇功能,不仅可为渔业经济可持续发展和生态文明建设提供重要的理论与技术支撑,并可能在未来碳市场中创造新的经济价值. 相似文献
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广西红树林湿地现状与生态保护的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
红树林湿地是湿地系统中的非常重要而又较为特殊的组成部分。广西是我国几个有红树林湿地的省区之一,然而由于人类的经济活动及人类对湿地认识的片面性,对湿地的不合理的开发利用,湿地遭受破坏,功能和效益在衰退,如再不进行科学保护,将严重危及红树林湿地生物的生存,制约红树林湿地周边社会经济的发展和人民生活的提高。 相似文献
6.
《中国科学:地球科学》2019,(12)
微生物是驱动海洋元素循环的主体,在调节全球气候变化中起着重要作用.近半个世纪海洋研究的一个谜团就是"为什么有着一个相当于大气CO2碳总量的惰性溶解有机碳(Recalcitrant Dissolved Organic Carbon, RDOC)库在海洋中长期存在?".生物泵(Biological Pump, BP)和微食物环(Microbial Loop, ML)研究加深了我们对生物在海洋碳循环中作用的理解,但直到微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump, MCP)理论的提出,才真正阐释了海洋惰性溶解有机碳来源和存储的生物地球化学机制. MCP是由微型生物介导的溶解有机碳(非沉降)转化和迁移的海洋储碳新机制,提出了RDOC产生的3个重要途径:(1)微型生物特别是异氧细菌和古菌在有机质降解代谢过程中改造并分泌RDOC;(2)病毒颗粒裂解宿主导致细胞的死亡并释放RDOC;(3)原生动物等捕食者摄食微型生物并释放RDOC. MCP揭示了海洋RDOC的惰性机制,定义了两类RDOC组分(RDOCc和RDOCt),为调节气候和改善生态环境提供了可验证的理论.为纪念中国科学家在海洋碳循环领域的突出贡献,文章在回顾海洋微型生物与碳循环相关研究基础上,系统总结并讨论了MCP理论提出以来中国在此领域的国际引领地位和影响力,并展望了未来研究的方向. 相似文献
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海洋微型生物碳泵储碳机制及气候效应 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋中存在一个巨大的惰性溶解有机碳(RDOC)库,可与大气CO2碳量相媲美.两个碳库之间的交换势必影响气候变化.RDOC可在海洋中保存数千年,构成了海洋储碳的重要机制.探寻RDOC碳库形成机制是认识海洋如何储碳的关键.新近提出的"海洋微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump,MCP)"理论指出,海洋微型生物是RDOC碳库的主要贡献者.本文从MCP的主动机制和被动机制及其环境调控出发,论述了海洋RDOC的组成与生物来源,RDOC组分的微型生物代谢途径,病毒的裂解过程以及浮游动物活动对RDOC生产的贡献,不同类群微型生物有机碳代谢特征及其生物标记物与碳氢同位素表征,以及MCP的能量代谢特征与储碳效率,并结合MCP储碳的地史证据展望了MCP在增加海洋储碳能力方面的应用前景. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(12)
海草凋落叶是海草床沉积物有机碳(Sediment Organic Carbon,SOC)的重要来源.然而,海草凋落叶分解对SOC组分及其主要转化过程的影响机理尚不清楚.本研究通过室内模拟实验,研究海草凋落叶分解对SOC活性组成及其关键酶活性的影响.结果显示,海草凋落叶分解提高了沉积物盐提取有机碳(Salt-Extractable Carbon,SEC)的含量和SEC/SOC比例,也显著提高了与SOC转化相关的蔗糖酶、多酚氧化酶及β-葡糖苷酶活性,多酚氧化酶和β-葡糖苷酶活性的提高,可能会加快沉积物惰性有机碳的分解.在24d培养期内,海草凋落叶分解增加了CO2的释放量,并降低了SOC含量.因此,海草凋落叶分解释放了大量溶解有机碳,提高了SOC的活性,促进了SOC的转化. 相似文献
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张传伦 《中国科学:地球科学》2018,(6)
"微型生物碳泵"的核心是依赖于微型生物的生物学过程把容易被利用的活性溶解有机碳(DOC)或可被缓慢降解的半活性DOC转化为难以被降解或利用的RDOC.该理论为海洋生物地球化学研究提供了新的视角和思路并得到国际同行的一致认可. 相似文献
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本文以向海湿地为例探讨了内陆盐沼湿地土壤剖面中碳氮磷等生源要素的季节动态变化特征及其影响因素.结果表明,内陆盐沼湿地土壤中有机碳、全氮和全磷含量与土壤深度之间存在显著负相关,在剖面中均表现为由表层向下层其含量不断减少的趋势,且具有明显的季节波动特征,除表层土壤碳氮含量随季节变化呈持续增加外,生源要素剖面分布的季节变化基本表现为先减少后增加的趋势.有机碳、全氮和全磷含量之间关系密切,且三者受土壤粒度的影响都非常显著.土壤pH值仅与土壤有机碳之间存在显著的相关关系,而对全氮和全磷含量的影响则不显著. 相似文献
11.
喀斯特筑坝河流中生物碳泵效应的碳施肥及对水化学时空变化的影响——以贵州平寨水库及红枫湖为例 总被引：3，自引：0，他引：3
耦联水生光合作用的碳酸盐风化碳汇是全球碳循环的重要组成部分，而生物碳泵效应是稳定碳酸盐风化碳汇的关键机制.河流筑坝后，生物碳泵效应的变化、控制因素及对水化学影响的研究甚少.本研究对2个喀斯特筑坝河流平寨水库和红枫湖进行系统采样，以研究河流筑坝后生物碳泵效应的变化、控制因素及对水化学的影响.研究结果表明，入库河流的水化学变化不明显，而2个水库的水化学则表现出显著的季节变化特征，具体表现为水库的水温和pH均呈现出夏季高、冬季低的变化特征，而电导率（EC）、HCO3-浓度和pCO2则表现出夏季低、冬季高的季节变化特征.以叶绿素a（Chl.a）浓度和溶解氧（DO）饱和度指代的生物碳泵效应则是在夏季最强、冬季最弱.生物碳泵效应利用溶解性无机碳（DIC），形成有机质并释放出氧气，是造成夏季水库pH值和DO饱和度升高，电导率（EC）、HCO3-浓度和pCO2降低的主要因素.空间上，水库的Chl.a浓度及DO饱和度均大于河水，EC、HCO3-浓度和pCO2均小于河水，这表明河流筑坝后，由于水库的“湖泊化”导致水库的生物碳泵效应显著提高.通过对Chl.a与碳、氮和磷浓度及化学计量比的相关性分析发现，平寨水库和红枫湖的生物碳泵效应受到碳施肥的影响.平寨水库和红枫湖水库生物碳泵效应碳施肥机制的发现，表明在喀斯特地区，生物碳泵效应不仅受到氮磷元素的控制，也受到碳元素的控制，因此在富营养化湖泊治理时，也应考虑碳的影响. 相似文献
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实施海洋负排放践行碳中和战略 总被引：1，自引：0，他引：1
焦念志 刘纪化 石拓 张传伦 张永雨 郑强 陈泉睿 汤凯 王誉泽 董海良 唐剑武 叶思源 董双林 高坤山 张继红 薛强 李琦 贺志理 屠奇超 王法明 黄小平 白雁 潘德炉 《中国科学:地球科学》2021,(4):632-643
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径.文章提出海洋负排放相关的八个基本路径,包括陆海统筹减排增汇、海洋缺氧酸化环境减排增汇、滨海湿地减排增汇、养殖环境减排增汇、珊瑚礁生态系统减排增汇、海洋地质碳封存、海洋碳汇核查技术体系,以及海洋碳汇交易体系和量化生态补偿机制等;旨在抛砖引玉,引发研讨、推动研发,不断细化和完善海洋负排放方案,为落实碳中和国家战略提供科技支撑. 相似文献
13.
《中国科学:地球科学》2016,(1)
海洋微型生物是海洋生物地球化学循环的主要驱动者,也是海洋能量代谢的主要参与者,在海洋生态系统中发挥着举足轻重的作用.好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)是海洋中一类重要的功能类群,在海洋中广泛分布,它们可以利用光能补充自身的能量代谢,在海洋碳循环中发挥着重要而特殊的作用.在21世纪初,由于微型生物显微荧光定量方法的弊端,人们对于AAPB分布规律的认识存在着一定的偏差."时间序列红外荧光显微数字化方法"(TIREM)的建立,修正了AAPB定量偏差,揭示了海洋中AAPB分布的真正规律.之后,对AAPB生态分布调控因素的进一步研究表明:相对于光照,溶解有机碳(DOC)对AAPB绝对丰度和相对丰度的影响更重要.此认识推翻了"AAPB通过利用光能就可以赢得与普通异养细菌竞争"这一"想当然"的理论推测.而对AAPB碳源利用特点的研究表明,此功能类群具有重要的碳分馏作用,即AAPB在碳代谢过程中,部分碳源并非简单的沿着传统生物泵方向传递.在此基础上的海洋微型生物与DOC相互作用关系研究,最终导致海洋储碳新机制—微型生物碳泵(MCP)的提出,它解释了海洋中巨大溶解有机碳库存在的原因和机制,实现了海洋储碳机制理论上的新突破. 相似文献
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关于印度洋地震海啸紧急救援的两个问题 总被引：2，自引：0，他引：2
海退是海浪剧变的重要信号,发生海退现象之后,应当立即撤离沿海,跑到高地上去,才能避免人员的重大伤亡。红树林在印度洋地震海啸中起到减缓作用。红树林生态系统是生产率最高的海洋四大自然生态系统之一,是国际上生物多样性保护和湿地保护对象,被誉为“地球的肾”。在全球红树林锐减的情况下,广西防城港红树林项目的启动是被全球环境基金会称为典范。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
海洋中最重要的两种生物储碳机制,包括生物泵和微型生物碳泵,其中后者在中国海中的定量估算和模拟的相关研究还未见报道.文章以南海为研究区域,构建了一个包含MCP过程的物理-生态系统耦合海洋模型.模型结果显示,南海整体平均的MCP储碳率为1.55mg C m~(-2)d~(-1);如果取1000m深的颗粒物输出通量作为BP的估计,模型估算的MCP:BP比例约为1:6.08.在此基础上,用该模型预测未来南海海表增温2个典型场景下南海生态系统,特别是MCP和BP储碳过程的响应.模拟结果表明,增强的海表层化会造成输入表层的营养盐减少,进而导致硅藻生物量和生产力的降低,最终抑制BP的储碳率.然而,在这些场景下,由于超微型浮游生物的生产力增加,反而有利于细菌活动,部分补偿生产力的降低,造成MCP对于全球变暖的响应具有非线性的特征.总体而言, MCP:BP比例在两个场景下都有所增加,特别是在4℃增暖的场景下增加至1:5.95,表明在全球变暖的大背景下,未来海洋中MCP碳储的重要性将更加突出. 相似文献
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湿地种子库及其植被恢复研究进展 总被引：4，自引：3，他引：1
近年来,受损湿地生态系统的植被恢复与重建掀起了湿地植被恢复的热潮.种子库是过去植物的"记忆库",是湿地植被自然恢复的重要潜力.本文从湿地种子库的形成、湿地种子库的规模及空间分布格局、湿地种子库的物种组成及种子库与地表植被的关系等几个方面总结了湿地种子库主要研究内容的国内外研究进展,并重点介绍了湿地种子库在湿地植被恢复中的应用研究,尤其是湿地种子库幼苗萌发主要影响因素、湿地种子库种苗建群适宜生境及湿地种子库植被恢复潜力等内容的研究现状.在此基础上,对目前湿地种子库及植被恢复研究存在的问题以及将来可能的研究方向进行分析,以期对湿地种子库植被恢复理论及实践技术的发展提供参考. 相似文献
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互花米草在其原产地具有生态重要性,然而引入我国并在江苏、上海、浙江、福建海岸广布之后却引发了争议。本文通过相关数据、资料的集成分析,试图对互花米草引种的环境和生态效应作出综合评述,并提出今后的研究方向和科学问题。在本区域,互花米草盐沼具有减小水流底部切应力、促进悬沙沉降、提高沉积速率的作用;现场调查和分析结果表明,互花米草盐沼初级生产高,为底栖动物提供了栖息地,本地盐沼的部分大型、小型和微型底栖动物得以迁入互花米草盐沼,形成了新的生态系统。在纬度地带性和海岸类型等不同背景因素影响下,上述环境一生态变化具有明显的地域性差异：杭州湾以北,全新世基底位置高,潮间带宽度大、坡度小,互花米草盐沼只占据潮间带的较小部分,在海岸防护和生态系统功能上主要起正面作用;杭州湾以南,全新世基底高程低,潮间带宽度小,潮滩主要形成于海湾之内,互花米草的扩展挤占了潮间带其他生物的生存空间,因而有生态上的负面作用。在沿海开发和海岸带管理中,互花米草效应的地域性差异应予以充分考虑。此外,为了预测互花米草盐沼的未来演化问题,除继续进行现场观测外,还要建立以海陆耦合、环境。生态动力过程耦合为特征的互花米草盐沼生态系统动力学模型。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
黄海和东海作为中国最为重要的陆架边缘海,其碳源汇的性质与变化对近海生态系统及区域气候演变具有重要影响.文章从海气界面CO_2交换、水体溶解/颗粒碳溶存及沉积物碳埋藏等3个方面归纳总结了黄东海碳源汇特征与控制过程,以期为进一步研究陆架边缘海碳源汇过程及效应提供帮助.(1)黄海和东海具有迥异的海气CO_2交换特性.黄海的海气CO_2交换在源汇性质及通量强度上存在较大不确定性,黄海的124°E以西的海域在冬、春季表现为大气CO_2的汇,在夏、秋季表现为源,而大量的研究结果显示在全年尺度上黄海是大气CO_2的源.表层海水温度与浮游生物活动控制着黄海CO_2源汇的变化,两者分别主导了黄海外部海域与近岸海域的海气CO_2交换通量.东海全年则表现为大气CO_2的碳汇,年均通量约为(-4.2±3.2)mmol m~(-2)d~(-1),共可吸收碳约13.7×10~6t,其中冬、春、夏季吸收大气CO_2,秋季释放CO_2.东海不同季节海气界面CO_2通量的年际变化的影响因素复杂多变.(2)黄海和东海水体中分别储有425×10~6t、1364×10~6t的DIC和28.2×10~6t、54.1×10~6t的DOC,从南黄海近年DOC浓度有减小趋势看,其水体溶存"实际碳汇"量在减小.黄东海POC的总量约10.6×10~6t,与海气界面CO_2交换通量基本处于同一量级.黄海浮游生物年固碳量约为60.42×10~6t,东海为153.41×10~6t,其中近海大型经济藻类的年固碳量约为0.36×10~6～0.45×10~6t,生物固碳是具有多重价值的"蓝碳增汇"举措.(3)黄海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量每年约为4.75×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为3.03×10~6t,占黄海浮游生物固碳量的5.0%,而东海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量为每年7.4×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为5.5×10~6t,占东海浮游生物固碳量的5.4%.黄东海具有高于全球海洋平均水平的沉积物埋藏通量,对黄东海最终的"蓝碳增汇"作用巨大. 相似文献
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海洋是地球上最大的活跃碳库,对调节气候变化发挥着无可替代的作用.文章从全球气候变化的视角,厘清"蓝碳""海洋碳汇""海洋负排放"等概念的科学内涵和实用意义,回顾我国在海洋生物储碳过程机制方面的科学成就及其对该领域国际发展趋势的影响,展望我国领衔海洋负排放国际大科学计划、积极参与全球治理、支撑碳中和战略的前景. 相似文献