中国滨海盐沼湿地碳收支与碳循环过程研究进展

滨海盐沼湿地由于其较高的初级生产力和较缓慢的有机质降解速率而成为缓解全球变暖的有效蓝色碳汇,近年来引起全球范围内的热切关注.我国滨海盐沼湿地分布较广,国内学者对滨海盐沼湿地碳循环及碳收支研究取得了一定进展,深入研究滨海盐沼湿地碳循环有助于对全球碳循环及全球变化的理解,并为利用滨海湿地进行碳的增汇减排提供科学依据.主要从我国滨海盐沼湿地碳循环主要观测方法、碳收支与碳循环过程及特点、碳库的组成与影响因素、气态碳的输入输出、潮汐作用对其碳收支的影响这5个方面出发,对国内的滨海盐沼湿地碳循环与碳收支的研究进展进行了归纳总结,并对今后的研究方向给出如下建议:(1)加强滨海盐沼湿地土壤碳库在深度上和广度上的研究;(2)标准化滨海盐沼湿地碳储量、碳通量的量化方法和观测技术;(3)在研究尺度上要宏观、微观并重,同时加强长期原位监测湿地碳通量的变化与室内模拟研究;(4)量化在潮汐影响下滨海盐沼湿地碳与邻近生态系统之间的横向交换通量.只有对我国滨海盐沼湿地碳库收支进行更准确的评估和长期的碳库动态变化监测,方可进一步认识我国盐沼湿地对全球气候变化的影响及其反馈作用,这对于预测全球变化及制定湿地碳储备功能的提升策略具有重要的意义.     

湿地碳循环过程与计算机模拟研究

湿地是地球4大陆地生态系统之一,全球湿地碳储量(450Pg C)约占陆地生态圈总碳量的20％。湿地系统因兼有“碳源”与“碳汇”的双重角色,其碳循环对大气全球碳收支以及与之有关的全球气候变化可能有重要影响。本文概述了湿地生态系统变化与碳排放的关系、湿地碳循环基本过程及其主要影响因子和湿地碳循环计算机模拟研究进展,提出了拟进一步研究的重要问题。     

碳同位素在湿地碳循环研究中的应用及进展

湿地碳库是区域生态系统中最重要的碳库之一,湿地碳循环是全球碳循环的重要环节。在湿地碳循环研究中,传统方法越来越不能满足人们对湿地中碳循环微观机理的了解,而碳同位素方法因其特殊的物源和过程示踪价值成为湿地碳循环研究的重要手段。本文从湿地碳循环的主要研究对象和基本研究方法出发,讨论了碳同位素方法的基本原理及其在碳循环研究中的优势,分析了碳同位素方法在湿地生物过程、水体、沉积物和土壤以及温室气体排放等方面的应用,归纳总结了碳同位素在我国湿地生态系统碳循环研究中的不足及未来发展方向。     

红树林湿地有机碳研究进展

红树林湿地是地球上生产力最高的区域之一,尽管红树林的面积相对较少,但其单位面积的固碳能力很强,是重要的"蓝碳"碳库,其有机碳储量及动态对于全球碳平衡有重要影响。本文对红树林湿地有机碳(包括植被生物量碳和沉积物有机碳)的碳储量及计量方法,沉积物中有机碳的组成、来源及溯源方法,以及影响红树林湿地有机碳动态的因素等方面的研究进行了综述,并对其存在的问题和今后的研究趋势进行了分析。基于红树林湿地的固碳潜力和资源快速减少的现状,准确评估红树林碳库及其动态,有助于气候变化框架条约下的滨海湿地碳计量和价值评价,可以揭示红树林生态系统与全球变化的反馈关系,为红树林生态恢复和保护提供依据。     

高原湿地的碳循环

<正>湿地生态系统是陆地生态系统中仅次于森林生态系统的最大碳库,湿地生态系统碳循环在全球碳循环中起着重要作用。湿地独特的水文条件,使得湿地碳循环具有与其他生态系统不同的特点。湿地土壤有机碳的循环过程生态系统有机碳的积累取决于系统植被净初级生产力(NPP)与有机碳分解和净排放之间的差异。湿地植物残体因受湿地多水和还原性强的限制,其分解、转化速度比较缓慢,通常以泥炭或有机质的形式表现为有     

植物功能性状与湿地生态系统土壤碳汇功能

湿地生态系统碳平衡对气候变化极为敏感,是陆地生态系统碳循环响应全球变化的重要环节。然而,湿地生态系统碳汇调节机制仍不十分清楚,并且对影响因子的研究多集中在非生物因子上。综述了植物功能性状和功能性状多样性对湿地生态系统土壤碳汇功能的影响,阐明了生物因子对生态系统碳循环响应全球变化的重要性,介绍了植物功能性状对生态系统碳输入和输出过程的影响,简述了植物功能性状多样性的研究现状及其在指示生态系统碳汇功能现状和预测未来趋势等方面的应用。从优势植物、植物种间关系和植物-微生物种间关系3方面总结了植物功能性状多样性直接和间接影响生态系统碳循环的途径。展望了植物功能性状和功能性状多样性与湿地生态系统土壤碳汇功能的研究前景。     

区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程研究进展

地球系统的碳库和碳循环过程变化是影响气候系统的重要因素,而陆地生态系统的碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析领域的科学研究热点。回顾了过去几十年区域尺度陆地生态系统碳循环和碳收支研究领域的国际前沿及其关键科学问题,并分析了我国在该研究领域的科技需求和发展方向。当前国际科学研究的热点和前沿领域主要包括:生态系统和区域碳储量和碳收支的清查、综合计量与碳汇认证,陆地生态系统碳通量的联网观测及其循环过程机制,陆地生态系统碳循环过程对气候变化响应野外控制试验,陆地生态系统水、碳、氮循环及其耦合关系机制和模拟模型研究等,同时指出在这些研究领域依然存在且急需解决的关键科学问题。我国近期的科技工作重点工作应该是努力构建天-地-空一体化的碳储量和碳收支动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究,定量评价中国生态系统的碳收支状况和增汇潜力,评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益,为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。     

森林生态系统碳循环的基本概念和野外测定方法评述

全球气候变化与森林生态系统碳循环息息相关,定量评估森林碳收支是生态系统与全球变化研究的重要任务。30年来森林生态系统碳循环研究已经取得了长足的进展,但全球和区域森林碳收支仍然存在很大的不确定性。这一方面与森林生态系统本身的复杂性有关,另一方面也与具体研究方法有关。评述了森林生态系统碳循环的基本概念和主要野外测定方法,为我国森林生态系统碳循环研究提供可参考的方法论。从生态系统碳浓度、密度、通量、分配和周转5个方面回顾了碳循环相关概念,指出碳浓度和碳储量是对碳库的静态描述,而碳通量和碳周转是对碳库的动态描述。净初级生产力是测量最普遍的碳通量组分,但大多数情况下因忽略了一些细节而被系统低估。普遍使用的净生态系统生产力,由于没有包含非CO2形式的水文、气象和干扰过程产生的碳通量,通常情况下高于生态系统净碳累积速率。在详细介绍碳通量组分的基础上,改进了森林生态系统碳循环的概念模型。重点讨论了碳通量的3种地面实测方法:测树学方法、箱法和涡度协方差法,并指出了其注意事项和不确定性来源。针对当前碳循环研究的突出问题,建议从4个方面减小碳循环测定的不确定性:(1)恰当运用生物量方程估算乔木生物量;(2)尽可能全面测定生态系统碳组分;(3)给出碳通量估算值的不确定性;(4)多种途径交互验证。     

气候变化对森林土壤有机碳贮藏影响的研究进展

森林土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响陆地生态系统的碳贮藏与全球的碳平衡.气候变化将影响植物光合作用及土壤有机碳的分解和转化过程,进而影响森林土壤有机碳贮量及土壤碳动态.温度、降水、大气CO2浓度等气候因子对森林土壤碳贮藏均具有重要影响.了解气候变化对森林土壤有机碳贮藏的影响有助于人们科学管理森林碳库以及进一步寻找缓解气候变化的可行途径.为此,本文综述了森林土壤有机碳贮量的分布以及升温、降水变化和大气CO2浓度升高对森林土壤有机碳贮藏影响的国内外研究进展,并提出了有关的研究展望.     

湿地微生物介导的甲烷排放机制

湿地生态系统是陆地上巨大的有机碳库,同时也是大气中甲烷(CH_4)的主要排放源。由于CH_4对全球的增温潜能是CO2的34倍,因此关于湿地CH_4排放在全球气候变化中有关碳汇、碳源的研究具有极其重要的意义。全球80%–90%的CH_4排放离不开微生物活动,湿地生态系统中产CH_4菌和CH_4氧化菌的种类组成、数量及功能与CH_4通量密切相关,但基于湿地生态系统中介导CH_4循环的功能微生物对甲烷排放通量的影响及作用机制研究相对比较分散。为更好地认识微生物介导的CH_4排放过程的微生物调控机制,本文综述了湿地生态系统中参与CH_4循环的功能微生物,对介导CH_4循环相关微生物活性的影响因子进行了回顾,重点总结了湿地生态系统微生物介导的CH_4排放机制,并对未来的相关研究方向进行了展望。由于湿地微生物介导的碳循环过程也可能决定了湿地生态系统对全球气候变暖的反馈,因此本文也能为全球气候变化研究提供微生物方面的参考。     

据于矢耳石Sr/Ca值的长江日本鳗鲡迁移格局多样性分析(英文)

长江口是中国日本鳗鳗苗的主要产区和仅存的成鳗渔业水域。日本鳗自长江河口至上游金沙江近3000km干流及许多支流中都有分布,但其迁移行为却不为人了解。该文分析了2008年9～11月采自长江靖江段(31o30′N,120o42′E)的153尾银色鳗样本的生物学特征,测定了其中27尾标本的矢耳石Sr/Ca值。结果显示,153尾样本中有雌性85尾、雄性68尾,雌雄性比1:0.8。雌性由3～7(平均5.52)龄组成,平均体长(669±80)mm,体重(555±229)g,丰满度1.77±0.22,性腺指数(GSI)1.32±0.31。雄性由3～5(平均4.38)龄组成,平均体长(518±51)mm,体重(234±76)g,丰满度1.62±0.18,GSI0.21±0.11。雌性的这些生物学参数均显著大于雄性(P<0.05)。依据矢耳石线鳗标志轮平均Sr/Ca值(7.99±1.05)×10-3进行判断,有17尾(即62.96%个体)为"淡水型",10尾(即37.04%个体)为"河口型"。16尾雌性中有13尾(即81.25%)为"淡水型",3尾为"河口型"。11尾雄性中仅36.36%为"淡水型",63.64%为"河口型"。对每个生长层组的Sr/Ca值分析表明,雌雄间2龄时无显著差异,但3龄、4龄和洄游龄组都有显著或极显著的差异,预示着2龄时两者的栖息水域比较一致,但后来出现了明显栖息地分化。     

长江口南支表层沉积物中多环芳烃分布特征及生态风险

2008年5月和8月先后2次采集长江口南支表层沉积物样品,采用高效液相色谱进行多环芳烃测定,研究其分布、来源与生态风险。结果表明:长江口南支表层沉积物中PAHs总量在8.9~312.2ng.g-1;PAHs组成以芘、菲、苯并[b]荧蒽、苯并[a]蒽、苯并[a]芘为主,各站芘的含量均最高,本研究PAHs总含量与长江口、黄河口和鸭绿江口近期的调查数据相近,但明显低于珠江口和闽江口数据,以及长江口潮滩沉积物中PAHs数据;PAHs环数组成以中、高环为主,表明长江口南支PAHs主要来源于相对高温条件下不完全燃烧过程。采用平均效应中值商法评价长江口南支PAHs生态风险结果表明,调查区域PAHs产生生态风险的概率较小(<10%)。     

促淤等人为扰动对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸的影响

为阐明促淤和堤内农业生产对长江口滩涂湿地土壤微生物呼吸(SMR)的影响,在崇明东滩和九段沙湿地设置3个典型区域,研究了人为扰动和自然状况下湿地SMR的差异性,并通过分析不同类型湿地土壤的微生物活性和环境因子阐明了导致SMR差异的主要原因。结果显示,促淤区现有湿地SMR强度((0.41±0.22)mgCO·2g-·124h-1)高于自然状态区((0.07±0.02)mgCO·2g-·124h-1),且差异达到了极显著水平(P0.01);堤内不同农业生产模式导致的施肥强度差异对堤外湿地SMR也有一定影响。通径分析表明,促淤等人为扰动状态下湿地土壤微生物活性增强是导致其SMR较高的主要原因,其中土壤原核微生物多样性指数及蔗糖酶活性与SMR强度的关联性尤为显著。而促淤与堤内化肥施用所引起的已有滩涂湿地土壤环境条件的改变,特别是土壤含水量下降和无机氮含量增高是导致其微生物活性发生改变的重要原因。总体而言,促淤和堤内高强度施肥的农业生产模式一定程度上会增强堤外现有滩涂湿地的SMR,从而弱化其碳汇功能。     

长江口邻近水域浮游动物群落特征及变动趋势

根据2000～2003年长江口邻近海域5月和8月8个航次的调查资料,对长江口浮游动物群落特征的变动趋势进行了研究。结果表明,桡足类、毛颚类和异足类在8月种数明显多于5月。8月暖流势力增强的同时淡水水团势力也增强,不同水团交汇处,浮游动物种类数和多样性指数等值线密集排列,外海暖水带来丰富的种类使该季节的种类数和多样性均明显高于5月。盐度是影响长江口浮游动物群落特征最主要的环境因子。     

长江口及邻近海域富营养化指标响应变量参照状态的确定

对长江口富营养化指标中的响应变量进行了筛选,并在长江口分区的基础上,运用参照点或观测点指标频数分布曲线法,对1992年-2010年的数据进行分析,确定了长江口外海区和舟山海区富营养化指标中响应变量的参照状态.选择叶绿素a和底层溶解氧作为响应指标的必选指标,浮游植物密度和CODMn作为辅助指标.经分析,长江口口外海区叶绿素a、浮游植物密度、CODMn和底层溶解氧的春夏秋3个季节的参照状态分别为0.87mg,/m3,17.44× 103个/L,0.42mg/L,8.36mg/L;1.88mg/m3,25.96×103个/L,0.56mg/L,4.22mg/L;0.84mg/m3,12.10×103个/L,0.46mg/L,6.95mg/L;舟山海区叶绿素a、浮游植物密度、CODMn和溶解氧的春夏秋3个季节的参照状态分别为0.73mg/m3,6.77×103个/L,0.51 mg/L,8.75mg/L;1.00mg/m3,9.72×103个/L,0.37mg/L,5.94mg/L;0.78mg/m3,4.59×103个/L,0.55mg/L,7.40mg/L.本研究确定的参照状态值能较为客观的反映该海域的富营养化参照状态,且不同分区,不同季节间的指标的参照状态亦存在着显著的差异.     

Seasonal occurrence of helminths in the anadromous fish Coilia nasus (Engraulidae): parasite indicators of fish migratory movements

To understand the seasonal migration of the anadromous Coilia nasus , we attempted to identify the parasites infecting C. nasus and determine their seasonal occurrence. From June 2007 to July 2008, a survey of 775 C. nasus individuals from the estuary of the Yangtze River and the coast of the East China Sea revealed more than 7,300 parasites associated with the gills and alimentary tracts of C. nasus . The following 6 helminth taxa were identified, i.e., the monogeneans Heteromazocraes lingmueni and Helciferus tenuis, the digenean Elytrophallus coiliae, the acanthocephalan Acanthosentis cheni , and larvae of the nematodes Anisakis simplex and Contracaecum sp., all of which are marine or brackish-water parasites. The absence of freshwater helminths suggested that the parasites acquired in freshwater may have been accidentally, and easily, lost by the time the fish had reached the estuary and coast. Contrary to seasonal occurrence of the parasites' life cycles, the lowest mean abundance and prevalence of H. lingmueni and A. cheni occurred in August, which suggested the immigration of C. nasus from freshwater to the Yangtze estuary, with lower parasite burdens. The highest mean abundance and prevalence of the nematodes A. simplex and Contracaecum sp. in May and June, and the lowest in August, indicated the arrival of the fish from the coast and the Yangtze River, to the estuary, respectively. These findings suggested that a majority of the fish prepared for spawning migration in the estuary in spring and early summer and returned to the estuary after spawning in the lower and middle reaches of the Yangtze River in late summer.     

长江流域鱼类食性同资源集团组成特征分析

长江流域目前已知分布有鱼类423种,隶属于18目41科173属,其中纯淡水鱼类348种、洄游性鱼类11种、河口鱼类64种.这些鱼类可以划分为8种食性类型:浮游植物食性、着生藻类食性、水生高等植物食性、浮游动物食性、水生昆虫食性、肉食性、软体动物食性和杂食性.对长江上、中、下游以及河口江段的鱼类种类组成及食性同资源集团组...     

Evaluation of the Ecotoxicity of Sediments from Yangtze River Estuary and Contribution of Priority PAHs to Ah Receptor-Mediated Activities

In this study, in vitro bioassays were performed to assess the ecotoxicological potential of sediments from Yangtze River estuary. The cytotoxicity and aryl hydrocarbon receptor (AhR)-mediated toxicity of sediment extracts with rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) liver cells were determined by neutral red retention and 7-ethoxyresorufin-O-deethylase assays. The cytotoxicity and AhR-mediated activity of sediments from the Yangtze River estuary ranged from low level to moderate level compared with the ecotoxicity of sediments from other river systems. However, Yangtze River releases approximately 14 times greater water discharge compared with Rhine, a major river in Europe. Thus, the absolute pollution mass transfer of Yangtze River may be detrimental to the environmental quality of estuary and East China Sea. Effect-directed analysis was applied to identify substances causing high dioxin-like activities. To identify unknown substances contributing to dioxin-like potencies of whole extracts, we fractionated crude extracts by open column chromatography. Non-polar paraffinic components (F1), weakly and moderately polar components (F2), and highly polar substances (F3) were separated from each crude extract of sediments. F2 showed the highest dioxin-like activities. Based on the results of mass balance calculation of chemical toxic equivalent concentrations (TEQs), our conclusion is that priority polycyclic aromatic hydrocarbons indicated a low portion of bio-TEQs ranging from 1% to 10% of crude extracts. Further studies should be conducted to identify unknown pollutants.     

不同流态中长江江豚的栖息活动比较

长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)呈斑块状分布在长江干流,对栖息地有明确的选择性.流态是栖息地水文环境的核心内容.为研究长江江豚对不同流态的选择性,本文根据1993-2021年对长江下游15次样线考察记录到的412次,合计1 117头江豚个体的栖息活动进行了统计分析.结果表明:全年长江江...     

海洋浮游植物与生物碳汇

系统描述了浮游植物与海洋碳汇相关的几个过程:初级生产、浮游植物沉降、浮游动物粪球打包沉降、经典食物链碳汇、溶解有机碳生产和转化、透明胞外聚合颗粒物(TEP)凝聚网,和CO₂分压升高(海水酸化)影响下浮游植物功能群转变及中国海可能的生物碳汇前景展望。提出海洋初级生产过程和TEP凝聚网过程是中国海生物碳汇的关键过程,而中国海的黄海中部及长江口区域是生物碳汇研究的重点区域,建议将硅藻及其碳汇过程作为今后研究的重点。