河北省海水养殖贝类与藻类碳汇能力评估

【目的】探讨浅海贝类与藻类养殖在海洋碳循环中的作用,为提高海域碳汇潜力、完成减排目标和实现可持续发展提供参考依据。【方法】通过查阅文献资料和调研获取研究所需的相关数据,采用系统综合法对河北省海水养殖贝类与藻类的碳汇能力进行评估。【结果】2010年河北省海水养殖总产量3.29×105t,其中滤食性贝类占绝大部分,产量为2.91×105t。通过收获海水养殖贝类与藻类可实现碳汇作用约2.75×104t,其中贝类软体组织中9259.35t、贝壳中18152.57t、大型藻类藻体中33.76t,相当于减排CO21.01×105t,折合人民币6038万元。此外,通过生物沉积作用可实现碳汇作用2.74×104~6.91×104t。【结论】通过收获海水养殖贝类与藻类可以实现显著的碳汇作用,结合目前河北省适宜进行养殖的浅海滩涂利用率尚不足10%的现状,今后应着力发展基于贝类与藻类养殖的碳汇渔业。     

中国海水贝类养殖碳汇核算体系初探

贝类是我国海水养殖量最大的品种,目前年产量已超过1 000万t,同时海水贝类养殖还具有碳汇功能。为了科学核算其碳汇量,在介绍海水贝类养殖碳汇核算及渔业碳汇定义的基础上,初步构建了海水贝类养殖碳汇核算体系。该体系包括直接碳汇和间接碳汇,其中直接碳汇核算相对简单,只需要获取转换系数、质量比重及碳含量3个参数,而间接碳汇以食物链机制为基础,主要由三个部分组成,具体核算过程较为复杂,应该作为下一步海水贝类养殖碳汇核算体系研究的重点。     

基于直接碳汇核算的长三角地区海水贝类养殖发展分析

海水贝类养殖是形成渔业碳汇的重要途径之一。以海水贝类养殖直接碳汇核算原理为基础,通过对2010年全国海水贝类养殖直接碳汇进行核算,得出以下结论:(1)2010年我国海水贝类养殖直接碳汇总量约97×104t,其中,按省区排序,山东省位居第一,而按品种排序,牡蛎则是主要来源;(2)长三角地区海水贝类养殖直接碳汇量不具有优势,仅占总量的11.58%。为了提高长三角地区碳汇渔业发展地位,以相应海区养殖容量为基础,提出两点建议:一是借助地区内外两种资源,提高长三角地区海水贝类养殖产量;二是在现有养殖产量基础上,通过优化海水贝类养殖结构,提高贻贝养殖比重以实现增汇,据估算,养殖结构调整可使江苏、浙江两省碳汇量分别提高到18 703.87 t和9 048.56 t。     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13 CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应.研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13 CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22％,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13 CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰-5‰.根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量.     

我国海水养殖贝类产量与其碳汇的关系

海水养殖贝类是我国海水养殖的重要组成部分.在对海水养殖贝类碳汇核算的基础上,分析了2006-2010年海水养殖贝类产量与其形成碳汇量的关系.结果表明:我国海水养殖贝类年均形成碳汇约92.9万t;不同地区和海水养殖贝类品种形成的碳汇量差异较大;海水养殖贝类产量每增加1个单位,其碳汇量相应增加0.092 2个单位.     

中国海水贝藻养殖碳汇潜力的评估研究

通过浅海贝类和大型藻类的养殖,可以吸取水体中的碳,从而提高海水养殖的碳汇潜力。依据渔业部门的统计数据及前期研究成果,采用物质守恒定律,对我国海水养殖的贝类和藻类的碳汇作用进行了估算。以2007年我国贝藻养殖的CO2吸收量为基数,并根据我国2007—2013年的贝藻养殖产量的增长趋势,趋势外推得到2016—2025年的贝藻养殖产量。结果表明,2025年我国贝藻养殖可以吸收606.171万t CO2,经济价值相当于9.1亿~36.4亿美元。因此,海水养殖具有非常大的社会效益、生态效益和经济效益。     

宁夏主要沙地植物叶片碳同位素特征

植物叶片13C碳同位素指示了其水分利用效率的高低,通过叶片13C碳同位素了解植物的水分利用效率对研究沙地植物生态适应性及生态修复中的物种选择有参考价值,本文取样测定了宁夏主要沙地植物的叶片δ13C,分析了其基本特征及立地条件对叶片δ13C的影响。结果表明:宁夏沙地C3植物叶片δ13C变化范围为-29.31‰~-24.37‰,与北方其他区域的同类植物相近,C4植物梭梭的叶片δ13C为-12.04‰±0.76‰,显著高于C3植物;相同立地条件下C3植物物种间叶片δ13C差异显著,叶片δ13C可能更多地受遗传及生理特征的影响,植物生活型对叶片δ13C影响不大;不同立地条件柠条水分利用效率有显著差异,生长于风沙土、灰钙土等干旱区域的柠条水分利用效率比生长于黄土和苗圃地的更高,表明柠条通过提升水分利用效率适应干旱严苛的环境条件。     

我国水产养殖与捕捞业“双碳”目标及实现路径

在碳达峰、碳中和大背景下,设定和践行具有行业特色的“双碳”目标,对推动我国渔业绿色高质量发展和助力国家“双碳”战略具有现实意义。渔业以水产养殖与捕捞业为主要产业形式,具有碳源碳汇双重属性。基于已有碳排放和碳汇核算方法,探索中国水产养殖与捕捞业“双碳”目标及实现路径,分析发现：①2011—2020年,受产业规模扩大和“减船转产”政策双重影响,水产养殖与捕捞业的碳排放量先增后降,当前饲料投喂碳排放为水产养殖与捕捞业的首要碳源;②受养殖业快速发展的影响,水产养殖与捕捞业总碳汇波动上升,养殖碳汇超过捕捞碳汇;③水产养殖与捕捞业更偏碳源属性,超3 000万t碳未实现中和。综合中长期水产品需求压力和产业绿色高质量发展形势,设定了符合水产养殖与捕捞行业特色的 “双碳”目标,并提出重点环节减排、扩大渔业增汇的技术路径以及探索渔业碳汇交易机制、强化政策支持引导的社会管理路径。期望助力我国水产养殖与捕捞业实现碳达峰、碳中和目标,推动水产养殖与捕捞业由粗放、低效、高耗能向集约、高效、绿色产业转型,从而为促进产业发展和民众富裕提供有益参考。     

运用稳定同位素技术研究千岛湖秋季刺网渔获物的食性和营养级

利用稳定性同位素技术,对2011年9月至11月期间利用浙江千岛湖主要渔具之一的刺网采集的渔获物开展了食物源和营养级的分析研究。结果表明,千岛湖鱼类主要食物源的δ13C值跨度范围较大(-29.7‰~-23.9‰),其中浮游植物的δ13C值最高,颗粒有机物(POM)的δ13C值最低。食物源的δ15N值变化范围较小,以浮游植物最高(8.5‰),颗粒有机物最低(5.1‰)。与食物源的同位素值分布趋势相反,消费者的δ13C值浮动范围相对较小(-29.7‰~-21.6‰),而δ15N值的浮动范围相对较大(5.1‰~14.8‰)。消费者的营养级从1.9到3.6,分属于3个营养等级,鱼类的营养级全部分布在第3到第4营养级之间,且与其食性特征有较好的一致性,但是两种外来种鱼类中的一种草食性鱼类团头鲂的营养级却高达3.4,而肉食性的斑点叉尾的营养级则仅为3.0,说明其在千岛湖的食性均已发生了很大变化。同位素示踪方法研究的结果还表明千岛湖水体中的碳源主要是浮游植物。     

桂林岩溶土壤和植被的稳定碳同位素组成及季节性变化特征

【目的】以桂林岩溶土壤为例,通过长期监测岩溶土壤及植被有机碳的δ13C值,研究其稳定碳同位素组成及季节性变化特征,为我国南方岩溶地区碳循环途径提供科学依据。【方法】选择3个试验点,定期采集土壤及优势种植被黄荆和檵木样品,测定有机碳含量和δ13C值。【结果】土壤有机碳的δ13C值具有明显的季节性变化特征,范围在-27.50‰～-17.92‰;优势种黄荆和檵木其各部位有机质的平均δ13C值范围为-28.23‰～-25.15‰,而土壤中有机碳的δ13C值范围为-22.32‰～-19.00‰;土壤有机碳的含量表现为洼地灌木丛〉坡地灌木丛〉洼地灌草丛,且都为表层土（0～5cm）〉深层土（10～20cm）。【结论】土壤有机碳的δ13C值变幅较大,但坡地灌木丛、洼地灌木丛和洼地灌草丛三者的变化规律并不一致;总体上土壤δ13C值随土层深度的增加而逐渐减小,表明土壤有机碳的δ13C值明显高于当地植被有机碳的δ13C值。     

亚热带典型农业流域碳平衡估算研究—以金井河流域为例

度量流域碳中和程度的年度温室气体净排放量,是二氧化碳（CO2）、甲烷、氧化亚氮等温室气体净排放量的CO2当量总和,其中的CO2净排放量大小由流域碳平衡计量。因此,为实现在2030年之前碳排放量达到峰值和2060年前“碳中和”的宏伟目标（即“双碳”目标）,以流域为尺度单元全面了解其碳平衡情况至关重要。本研究基于走访调查数据、MODIS数据集以及前人研究结果,利用政府间气候变化专门委员会（IPCC）温室气体清单指南提供的参考方法,对湖南省长沙县农业小流域——金井河流域的碳平衡进行估算研究。结果显示,2011—2020年该流域的碳吸收量（以纯碳计）范围为1.289~1.982万t C/a,其中森林、茶园和农田生态系统碳吸收量分别占总吸收量的83.4%、2.6%和14.0%。流域的碳排放量范围为0.373~1.342万t/a,主要排放贡献源是交通运输和工业生产,分别占总碳排放量的57.1%和28.8%。金井河流域碳平衡指数小于1,表明该流域为碳汇。本研究为以流域尺度的碳源汇清查提供了典型案例,并为研究区域制定“双碳”目标的实施路径提供了有益参考。     

武安市农田生态系统碳源与碳汇研究

对武安市农田生态系统碳吸收量和排放量进行估算,并对其主要影响因素进行分析,以寻求减少农田生态系统碳排放的有效途径,进而促进农业的可持续发展。结果表明,武安市农田生态系统碳排放量整体呈相对稳定状态,其中化肥生产使用是主要的碳排放源;农田生态系统碳吸收量总体呈先降低后升高趋势,年际间波动明显,主要原因是农业投入的变化与种植结构的调整。相关性分析表明,碳吸收量与农作物产量、主要农作物类型、有效灌溉面积、农业机械的使用均存在正相关关系;碳排放量与化肥的生产使用、农业机械使用、有效灌溉面积以及农作物播种面积均呈正相关关系。基于以上分析,提出了调整农作物种植结构,改善化肥条件,调整耕作模式和灌溉制度以及秸秆等废弃物处置方式的建议,以达到促进温室气体减排和低碳农业发展的目的。     

陕西杨凌地区土娄土剖面不同形态碳的贮量及特性研究

【目的】研究不同土剖面的有机碳和无机碳贮量以及不同组分有机碳在0～200cm土层的分布特征。【方法】以陕西杨凌土为对象,采集了8个土剖面(0～200cm土层)样品,测定了土壤有机碳、无机碳含量以及活性有机碳和难降解有机碳的含量。【结果】①0～200cm土层土壤总碳贮量为266.20～631.59t/hm2,其中有机碳贮量为120.63～177.35t/hm2,无机碳贮量为131.64～504.71t/hm2,分别占土壤剖面总碳贮量的20.1%～50.8%和49.2%～79.9%。②有机碳多集中于0～100cm剖面,其平均贮量均占有机碳贮量的60%以上;无机碳多集中于100～200cm土层,其平均贮量占无机碳贮量的64%。③活性有机碳含量在0～20cm土层最高,随着土层深度的增加而减少。④HCl水解和HF处理后残留有机碳均是以土壤剖面的表层最高,随着土层深度的增加而明显减少,其占有机碳的比例也因土层深度的不同差异明显,但随着土层深度的增加总体上呈减少趋势。【结论】土0～200cm土层无机碳贮量是有机碳贮量的2倍,其中0～100cm土层中有机碳所占比例相对较高,而100～200cm土层碳主要以无机碳形态存在。     

莫尔道嘎林区森林碳储量及其变化

基于莫尔道嘎林区森林资源清查资料,依据不同森林类型生物量与蓄积量之间的线性关系,对莫尔道嘎林区不同时段、不同森林类型的森林碳储量进行了推算,并分析其动态变化特征。结果表明：莫尔道嘎林区森林活立木(地上和地下)总碳储量由2008年的18456147 t增加到了2012年的20202875 t,累计增加碳1746728 t,增长率为9.46％。从树种的角度分析,全区总碳储量中落叶松和白桦所占比重最大;从龄组角度看,中龄林和成熟林占总碳储量比重最高。同时,不同森林类型碳密度不同,其中,樟子松林碳密度最大,蒙古栎林碳密度最小;不同龄组的碳密度随着林龄的增加逐渐增大。不同森林类别之间(重点公益林、一般公益林和商品林)森林碳密度也不同,重点公益林碳密度明显高于一般公益林和商品林。     

几种乔木林碳汇功能研究

根据研究区昆明市海口林场资源的相关资料,利用不同森林类型生物量与蓄积量之间的回归方程,对研究区8种主要乔木林及其不同林龄结构的生物量和碳储量进行了推算,并分析了天然林与人工林的碳储量和碳密度。结果表明,研究区8种主要乔木林的总碳储量为80 142.30 t,针叶林碳储量占总碳储量的57.94%;碳储量最大的乔木林为华山松林,其碳储量占总碳储量的30.73%;8种主要乔木林不同龄级碳储量由高到低分别为中龄林>近熟林>幼龄林>成熟林;同一龄级、不同类型乔木林的碳汇能力表现各异;研究区人工林的碳储量比天然林小,且人工林和天然林的碳密度低于我国的平均水平。     

北京市农田生态系统碳足迹及碳生态效率的年际变化研究

近年来,由于北京城市功能的疏解以及郊区城市化进程的加快,使北京市农田生态系统受到了较大的冲击。本文以北京农田生态系统作为研究对象,对2004—2012年农田生态系统的碳汇、碳源、碳足迹以及碳生态效率的年际变化进行了研究,以明确其在北京城市发展中的功能与地位,为北京市健康持续发展及产业布局提供理论依据。结果表明:北京农田生态系统碳汇总体呈增加趋势,年递增幅度为2.8%,年平均碳蓄积量为105.82 万t,决定其碳汇功能的主要因素是粮食作物中玉米与小麦的经济产量及种植面积。北京农田生态系统的年均碳排放量为27.6 万t,基本呈现逐年降低的趋势,年均递减1.3%,决定碳排放量的主要因素为农业化学品中氮素化肥的施用量。北京市农田生态系统年均碳足迹为5.71 hm2²,呈逐年降低的趋势,年递减率为5.5%,处于碳生态盈余状态,但是由于近年北京市耕地面积的减少,碳生态盈余量呈下降趋势;北京农田生态系统的碳生态效率较高,年均为3.854 kg C·kg^-1 CE,农业生产处于较高的持续状态。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

土壤碳作为湿润亚热带表层岩溶作用的动力机制:系统碳库及碳转移特征

以桂林丫吉村岩溶实验场为例, 分析了表层带岩溶系统中碳库组成, 测定了各碳库的碳稳定性同位素丰度, 表明土壤碳是系统中最大的碳库, 生物的 Ｃ Ｏ２ 吸收同化与土壤有机质分解导致的土壤 Ｃ Ｏ２ 释放是系统中主导的碳流通过程, 系统活动态碳组分主要由土壤碳贡献, 从而揭示了土壤碳对表层岩溶作用的动力机制。     

玉米秸秆添加量对黄土高原旱作农田土壤固碳特征的影响

【目的】探明不同玉米秸秆添加量对农田土壤固碳特征的影响.【方法】在甘肃省定西市李家堡镇进行玉米田间定位试验,设0(无秸秆还田,CK)、40g/kg(低量秸秆,T3)、60g/kg(中量秸秆,T2)、80g/kg(高量秸秆,T1)4个玉米秸秆还田处理.采用尼龙网袋法对540d观测期内的土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)动态变化特征进行分析.【结果】从整体来看,不同秸秆添加水平下SOC含量呈连续降低趋势;ROC含量于90d达到峰值后逐渐降低;MBC含量于180d达到峰值后逐渐降低.较之CK处理,T1、T2、T3水平均可提升土壤碳素含量,且随秸秆添加量的增加而增加.T2水平下土壤碳库活度指数最大,为1.25,该水平下秸秆残留率最小.【结论】秸秆还田处理土壤碳库管理指数(CPMI)随秸秆施入量的增加而增加.因此,在0~80g/kg玉米秸秆添加范围内,60g/kg水平更有利于土壤碳素的固持及土壤质量的改善.     

小兴安岭4种典型阔叶红松林土壤有机碳分解特性

土壤有机碳分解是陆地生态系统碳循环的重要组成部分.主要采用土壤有机碳释放速率的室内培养实验的方法,并根据三库一级动力学模型,对小兴安岭地区4种典型阔叶红松林的土壤有机碳分解特征及各组分含量进行研究.实验结果如下:(1)土壤有机碳的分解趋势表现为前期迅速,后期缓慢,并且土壤腐殖质层(A)大于淀积层(B);在4种阔叶红松林中,云冷杉红松林土壤有机碳的分解速率最大,枫桦红松林最小;土壤有机碳的分解速率与土壤总有机碳、活性碳及土壤的C/N呈显著的正相关关系(P＜0.05).(2)在土壤A层和B层,4种阔叶红松林的活性碳分别占总有机碳的0.89％-1.78％和1.91％-2.87％,平均驻留时间为12-35 d和27-58 d.缓效性碳占总有机碳的22.58％-28.44％和23.87％-42.63％,平均驻留时间为4-19 a和18-37 a.惰性碳占总有机碳的69.98％-76.24％和54.50％-74.22％,平均驻留时间为173 a;土壤有机碳各组分含量及驻留时间的大小顺序均为:云冷杉红松林＞椴树红松林＞枫桦红松林＞蒙古栎红松林.