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滨海盐沼湿地的隐形碳汇
学术研究
陈小刚,生态环境研究实验室 工学院 2022年04月07日
媒体联系 戴雪萍邮箱: daixueping@westlake.edu.cn
电话: +86-(0)571-85279887
工学院


气候变化对生态和环境的负面影响日益显现,严重威胁人类的发展和生存。降低大气CO2浓度已经成为全球关注的焦点,中国承诺力争于2030年前达到CO2放峰值、2060年前实现碳中和的“双碳”目标。一方面要加强绿色能源的开发和利用,另一方面要提高固定CO2的能力。自然固碳、增加生态碳汇是我国实现“双碳”目标的重要途径

海岸带盐沼湿地生态系统(朱丹阳摄)

盐沼湿地作为重要的海岸带蓝碳生态系统,具有较高的固碳和储碳能力。近年来,盐沼湿地碳循环机制受到了广泛关注,其碳汇潜力已是普遍共识,但目前仅局限于碳埋藏过程,即盐沼将固定的大气CO2埋藏于土壤中。近日,西湖大学工学院李凌团队在海洋学国际顶刊《Limnology and Oceanography Letters》发表题为“Pore‐water exchange flushes blue carbon from intertidal saltmarsh sediments into the sea”的研究论文,揭示了间隙水交换带来的碳通量及其所形成的碳汇作用。这一隐形碳汇的发现改变了我们对盐沼蓝碳收支的认识,其碳汇潜力因此需要重新评估。

原文链接:

“潮汐泵”是潮间带湿地间隙水交换过程的重要驱动力,受野外实地观测难度等因素影响,前期的潮间带湿地间隙水交换研究仅考虑到单个潮周期的涨落过程。2020年,针对更长、大小潮周期的变化,团队的陈小刚博士带领其他成员对我国重要滨海湿地保护区开展了4次系统性野外观测。研究结果发现,盐沼湿地间隙水碳交换不仅受单个潮周期影响,大小潮过程也是影响该过程的主要驱动力,并且这些驱动过程表现出了明显的季节差异。因此,间隙水碳交换的准确量化不仅要考虑单个潮周期的涨落潮过程,也要考虑大潮和小潮期间不同的地下水-地表水交换机理。

研究区域——盐城大丰区麋鹿保护区

基于不同潮汐(大潮和小潮)和季节(洪季和枯季)的观测结果,他们发现盐沼蓝碳系统存在两种时间尺度的地下水-地表水交换机理。第一种机理是半日潮尺度的螃蟹洞的冲刷作用,第二种机理是发生在大小潮时间尺度上的间隙水交换过程。

两种地下水—地表水交换模式——螃蟹洞冲刷和大小潮交换

    利用天然放射性氡同位素示踪技术,团队对盐沼间隙水交换驱动的碳和温室气体通量进行了量化,发现一直被忽视的间隙水碳交换通量是碳埋藏的1.2。通过间隙水交换输送到海洋的大量溶解态无机碳(主要是碳酸氢盐),大部分可以在海洋中存储数千年,因此,海岸带盐沼蓝碳系统固定的大气CO2,不仅可以通过碳埋藏存储于沉积物,也可以通过间隙水交换过程长久存储于海洋

海岸带盐沼生态系统蓝碳收支模式

这些研究成果代表我们对盐沼蓝碳系统碳收支平衡和循环过程的“新”认识,在全球气候变化的背景下,为更好发挥海岸带蓝碳碳汇功能、促进盐沼蓝碳系统保护和修复以及海岸带可持续发展提供了重要科学支撑。






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