海底地下水排放对红树林蓝碳的影响研究

Mangroves are typical coastal blue carbon ecosystems characterized by high soil carbon storage and sequestration. Submarine groundwater discharge (SGD) are one of the important process of land-ocean interactions of coastal zones. Soil carbon losses via groundwater pathways are potentially important yet poorly understood components of mangrove carbon budgets. Guangxi Province is one of the regions where mangroves are concentrated in China. In this proposal, mangroves around Maowei Sea are chosen as the case study area. Natural occurred radium isotopes will be used to trace mangrove SGD and its impact on the mangrove carbon sink. Which is expected to be helpful in understanding the land-ocean interaction of coastal zones of the Beibu Gulf, estimating the impacts of mangrove SGD on marine ecological environment and providing bases for scientific management of coastal zone.

红树林作为典型的滨海蓝碳生态系统，其土壤具有极高的固碳及储碳能力，海底地下水排放作为海岸带重要的陆海相互作用过程，可能会造成红树林土壤碳的流失，但目前对此研究还比较有限。广西是我国红树林分布集中的区域之一，本项目选择我国广西茅尾海红树林分布区作为研究对象，拟通过天然放射性镭同位素对红树林的海底地下水排放进行示踪，并结合稳定碳同位素比值对海底地下水排放在红树林碳汇中的影响进行评估。本项目的实施将加深对北部湾陆海相互作用过程的认识，正确评价红树林海底地下水排放对海洋生态环境的潜在影响，为海岸带的科学管理提供依据。

作为地球上最富碳的生态系统之一，红树林在沿海水域的生物地球化学过程中发挥着重要作用。它可以从大气中吸收碳，将大量碳储存在地下，为碳从陆地到海洋的运输提供重要途径。海底地下水排放作为海岸带重要的陆海相互作用过程，恰恰可能是这一重要输出途径，进而对红树林的碳汇能力产生影响。广西是我国红树林分布集中的区域之一，因此，本项目以广西典型红树林分布区作为研究对象，通过对红树林不同季度以及潮汐作用下镭氡同位素的采样调查分析，获取红树林镭氡同位素活度与营养盐、不同形态碳（溶解无机碳和溶解有机碳）等浓度的时空分布特征，基于质量平衡模型估算了红树林的海底地下水排放及其输送的营养盐及碳通量，主要结果如下：.茅尾海红树林潮沟海底地下水排放速率为(0.12-0.34) m/d，由海底地下水排放驱动自红树林输出溶解无机碳和溶解有机碳的速率分别为(0.45-1.28) mol/m2/d和(0.10-0.29) mol/m2/d。北部湾沿岸红树林养殖复合海湾洪、枯季海底地下水排放速率分别为22.3-44.5 cm/d和41.1-58.1 cm/d，分别相当于河流丰水期和枯水期入海通量的0.8-1.6和9.8-14.1倍。洪季海底地下水排放驱动的溶解无机氮、溶解无机磷和溶解无机硅酸盐的排放通量可占所有营养盐源项总量的72%、56%和60%，这一占比在枯水期分别增加至93%、98%和89%。潮汐动力在红树林海岸带尤其是红树林河口区的海底地下水排放中起着重要的驱动作用，其贡献可占24-51%，对红树林向外海的物质输送至关重要。综上，海底地下水排放在红树林海湾和河口溶解无机营养盐及碳的循环中发挥着重要作用，对红树林的有效利用和管理应将海底地下水排放纳入考虑。本项目的实施加深了对北部湾陆海相互作用过程的认识，为海岸带的科学管理提供依据。