中国五个沿海省份多池红树林碳的区域评估:异质性、碳核算与背景筛选

《Regional Studies in Marine Science》:Regional assessment of multi-pool mangrove carbon across five coastal provinces of China: heterogeneity, carbon accounting, and contextual screening

【字体: 时间:2026年08月14日 来源:Regional Studies in Marine Science 2.7

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  •汇总了五个沿海省份的212份带有地理参考信息的红树林碳数据。•在多池框架下量化了生物量以及0–1米深度沉积物中的碳含量。•在各监测点中,沉积物占生态系统总碳含量的中位数为66.49%。•海南的生态系统碳含量中位数最高;随着纬度升高,各监测点的碳含量有所下降。•通过省级调整后,5

  
  • 汇总了五个沿海省份的212份带有地理参考信息的红树林碳数据。
  • 在多池框架下量化了生物量以及0–1米深度沉积物中的碳含量。
  • 在各监测点中,沉积物占生态系统总碳含量的中位数为66.49%。
  • 海南的生态系统碳含量中位数最高;随着纬度升高,各监测点的碳含量有所下降。
  • 通过省级调整后,5公里尺度下的海岸压力指数与碳含量的关联几乎为零。

引言

蓝色碳生态系统因能够在生态学上有意义的时间尺度内持续吸收碳并长期储存碳,而被越来越视为气候缓解和碳中和战略中重要的自然要素(Macreadie等人,2021年)。红树林尤为重要,因为它们具有较高的初级生产力、大量的地下输入物质,以及能在积水沉积物中积累有机碳的能力(Donato等人,2011年;Alongi,2014年)。进行有效的区域评估需要同时考虑生物量和沉积物这两个碳库。这两个碳库在周转速度、持久性、恢复轨迹以及核算重要性方面存在差异:生物量能够相对较快地对干扰、林分发育和恢复措施作出反应,而沉积物中的有机碳则反映的是更长期的积累过程,在沉积条件良好的情况下可能占据生态系统碳储量的主导地位(Alongi,2014年;IPCC,2014年)。因此,一个可靠的蓝色碳基准必须同时量化碳的总量及其在各个碳库中的分布情况。
在中国,这种多碳库分析方法尤为重要,因为中国的红树林分布于从热带到亚热带的广阔沿海地带,所处的地貌、气候和生态条件各不相同。沿这一分布带,物种组成、林分结构以及气候限制因素都会发生变化,尤其是在北部分布范围边界附近,冬季温度会显著影响物种的分布和群落构成(Wu等人,2018年)。这些区域差异会影响生态系统的碳密度以及生物量和沉积物在碳总量中所占的比例。因此,在中国沿海地区开展碳核算、比较评估和管理工作时,保持不同区域之间的结构特征至关重要。
此外,红树林的碳分布还受到城市发展、海岸线利用以及水产养殖业扩张等因素影响的沿海景观的影响。通过夜间灯光、建成区面积、人类活动改造程度以及水产养殖池塘分布等标准化指标,可以利用开放地理空间数据来描述这些外部环境特征(Kennedy等人,2019年;Elvidge等人,2021年;Pesaresi和Politis,2023年;Wang等人,2022年)。将这些指标放在一致的空间缓冲区内进行汇总,有助于在不同地点和区域之间进行可比性的背景分析,也有助于确定合适的监测层次。
尽管中国对红树林蓝色碳的关注度日益提高,但很少有研究能在统一的空间尺度上同时量化生物量和沉积物这两个碳库,并分析周边地区的开发状况。本研究整合了来自五个沿海省份的标准化站点碳数据,同时还使用了基于开放地理空间数据得出的海岸压力指数。我们的研究目标包括:量化生物量以及0–1米深度沉积物碳库中的碳密度与分布情况,分析不同纬度和植被类型下的区域差异,以及探讨基于海岸压力指数的背景分析方法与沉积物碳含量及生态系统总碳含量变化之间的关系。海岸压力指数被用于区域间的比较以及监测层次的划分,而站点层面的生态评估则基于实地测量数据和区域环境特征。

章节摘要

研究区域、站点选择及分析数据集

我们汇总了2020–2024年间在浙江、福建、广东、广西和海南等地通过实地监测获得的红树林碳数据。这些省份位于中国东部和南部沿海地区(见图1)。监测站点分布在北纬19.76°至28.26°之间,覆盖了中国主要红树林分布区;各省份的站点分布情况分别见图2和图S1。我们将每个具有唯一坐标值的实地监测站点定义为一个研究站点。

数据集覆盖范围、环境背景及多碳库碳密度

分析数据集包含了来自浙江(n=12)、福建(n=31)、广东(n=62)、广西(n=24)和海南(n=83)的212个带有地理参考信息的监测站点,这些站点的纬度范围在北纬19.76°至28.26°之间(见图2和图S1)。这些站点的分布反映了用于站点选择的生态分层特征以及监测设计思路。
这些监测站点涵盖了海湾、河口潮滩以及岛屿-海岸等多种类型的环境,其植被和沉积物特征也存在差异(见表1)。细粒沉积物分布较为广泛:其中位数值为

对中国沿海地区多碳库红树林碳的区域评估

本研究为中国五个沿海省份的红树林碳建立了具有区域代表性的多碳库基准,并将其纳入基于海岸压力指数的可重复背景分析框架之中。不同省份、不同植被类型以及不同沉积环境下的碳密度存在差异(见图4、图5、图6、图7以及表1、表3、表4)。海岸压力指数能够以1公里和5公里两种尺度反映周边地区的开发状况。其中5公里尺度的指标能更清晰地展现不同省份之间的共性规律(

结论

对中国沿海地区的红树林碳进行评估时,需要同时保留区域特征和碳库结构信息。在所有已量化的生态系统碳中,沉积物中的有机碳占比最高,而碳的总量及其在不同省份、不同植被类型、不同纬度以及不同沉积环境下的分布情况则存在差异。因此,相比使用整个沿海地区的平均数值,采用针对不同省份和不同监测层级的基准值,更能为蓝色碳核算提供可靠依据。
在本数据集中,5公里尺度下的海岸压力指数能为

资金支持

本研究得到了中国国家重点研发计划(2023YFC3108004)以及“海洋生态保护与修复区效果评估关键技术研究”项目(2024ZRBSHZ100)的支持。这些资助方并未参与研究的设计、数据的收集、分析或解释、论文的撰写,也未决定将本文投稿发表。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本研究所汇报研究成果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

我们要感谢那些在野外调查、数据整理、组织工作以及质量控制等方面给予我们帮助的同事和合作伙伴。
郑岩|陆文海|刘昌|王鹤峰|曾荣|徐岩|艾扬毅
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