海岸红树林生态系统碳收支动态及其影响因素研究

Mangrove as one of the world's highest net primary productivity of ecosystems, plays an important role in the global carbon cycle. However, most of mangrove ecosystem carbon balance research lack of long-term comparable comprehensive studies, especially need further research on the carbon exchange capacity, composition and sources of tidal process. This study will select the typical wave-dominated coast mangrove as the research object,（1）based on eddy covariance technique long-term fixed-point monitoring biosphere-atmosphere carbon dioxide and methane exchange capacity to estimation of mangrove ecosystem atmospheric carbon input, analysis the dynamic change of mangrove-atmospheric carbon input and its main influence factors. （2）At the same time, investigating the seasonal and tidal variation of mangrove litter output, and dissolved inorganic carbon, dissolved organic carbon and particulate organic carbon exchange through tidal water, and combined with stable isotope technology to study the dynamic change, major carbon source and their contribution rate in tidal water. （3）Finally combining with the amount of atmospheric carbon input and tidal carbon exchange capacity accurate assessment of the wave-dominated coast mangrove ecosystem carbon budget ability. This will be conducive to scientific understanding of mangrove ecosystems carbon sequestration ability and their ecological benefits, and proved reliable “blue carbon” data for the global carbon cycle research.

红树林作为全球净初级生产力最高的生态系统之一，在全球碳循环中有着重要作用。目前红树林生态系统碳收支的研究多缺乏在同一地区同时进行长期可比较的综合研究，尤其是潮汐水体碳的交换量、组成及来源等方面的研究需进一步深入探讨。因此，本研究将选择我国典型波浪作用为主的海岸红树林为研究对象，（1）基于涡度协方差技术长期定点监测红树林与大气间CO2和CH4通量，估算红树林生态系统碳的大气输入量，分析红树林大气碳输入动态变化及其主要影响因素；（2）调查不同季节不同潮汐过程中凋落物输出量和溶解无机碳、溶解有机碳及颗粒有机碳等的交换量，结合稳定同位素技术分析潮汐水体碳交换的动态变化、主要来源及其贡献率；（3）结合大气碳输入量和潮汐碳交换量评估红树林生态系统的碳收支能力。这将有利于全面科学的认识红树林生态系统的固碳能力及其生态效益，为全球碳循环研究提供可靠的“蓝碳”数据。

红树林作为全球净初级生产力最高的生态系统之一，在全球碳循环中有着重要作用。 本研究选择我国典型沙生红树林（波浪作用为主）-广西省北海大冠沙红树林为研究区，开展红树林与大气间CO2和CH4交换量（NEECO2、FCH4）的长期连续定点观测，并在通量观测点附近区域选择一条潮汐涨落的主要潮沟通道调查不同季节的周年潮汐过程的碳交换量。研究结果表明：（1）大冠沙红树林NEECO2年平均为-1.54 µmol s-1 m-2，小于中国典型河口区域红树林的NEECO2，光合有效辐射（PAR）和气温分别是决定红树林昼间NEECO2和夜间NEE的关键因子；FCH4在-0.114~0.225 µmol s-1 m-2之间，平均为0.009 µmol s-1 m-2，表现为弱的CH4排放源，受各环境参数影响不显著；（2）潮汐过程水体凋落物有机物（LPC）、溶解有机碳（DOC）、溶解无机碳（DIC）和颗粒有机碳（POC）输出量分别为2.54、1143.01、-338.58 和912.97 g CO2 m-2 y-1；结合同位素数据分析，潮汐过程中DOC的主要来源为红树林植被有机碳，涨潮过程有较多的海洋POC输入而退潮过程有较多红树林植物POC输出；DIC的交换量与红树植物碳源关系不大，可能与红树林提供的不同于外海的环境条件有关。（3）基于红树林生态系统与大气碳交换量和潮汐作用碳交换量评估红树林生态系统年固碳量为311 g CO2 m-2 y-1，DIC、DOC、POC等潮汐作用输出量为1717 g CO2 m-2 y-1，占红树林NEECO2的80%。可见潮汐水体横向的碳输出是红树林生态系统碳循环很重要的部分，在红树林生态系统碳汇研究中不容忽视。