江苏盐城滨海盐沼湿地沉积物有机碳含量及碳储量研究_彭修强.pdf

4期http:/海洋通报MARINE SCIENCE BULLETIN江苏盐城滨海盐沼湿地沉积物有机碳含量及碳储量研究彭修强1,2，闫玉茹1,2，孙祝友1,2，王敏京1,2，梁飞刚1,2，范海波1,2，刘群1,2，张刚1,2，罗敏1,2，汤倩1,2（1.自然资源部滨海盐沼湿地生态与资源重点实验室，江苏南京210007；2.江苏省地质局地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏南京210007）摘要：全球范围内有植被定植的海岸带栖息地（红树林、盐沼和海草床）是巨大的沉积物有机碳碳库，同时也是自然生态系统中最密集的碳汇之一，在全球碳循环中发挥着重要作用。针对江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳的研究，区域上的稀疏性和偏向性限制了其作为区域碳汇能力的可靠估计。本研究采用47个100 cm深沉积柱样的现场调查数据，探讨了江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳含量、密度和储量特征。结果表明，0100 cm深度沉积物有机碳平均含量和平均密度分别为1.68%和23.07 kg/m3，不同盐沼群落沉积物有机碳含量和密度存在一定的差异，其中有机碳平均含量大小排序依次为互花米草芦苇盐地碱蓬，有机碳密度排序为芦苇互花米草盐地碱蓬。总体而言，3种盐沼群落沉积物有机碳含量的垂向变化趋势与有机碳密度变化趋势具有一致性，芦苇和互花米草表聚性明显。沉积物有机碳含量与其理化性质有关，互花米草群落沉积物有机碳含量具有明显的粒度控制效应，而其他群落不显著。3种盐沼湿地类型0100 cm深度沉积物总碳储量约为6195.27103Mg C。研究成果揭示了江苏盐城海岸带盐沼沉积物有机碳含量及储量特征，可为今后该区域碳汇能力评估及退化盐沼湿地修复提供基础数据。关键词：盐沼；有机碳含量；有机碳储量；盐城中图分类号：P748文献识别码：A文章编号：1001-6932(2023)04-0407-11Doi:10.11840/j.issn.1001-6392.2023.03.005收稿日期：2022-10-31；修订日期：2023-01-04基金项目：2022年度江苏省海洋科技创新专项（JSZRHYKJ202213）；自然资源部滨海盐沼湿地生态与资源重点实验室开放基金项目（KLCSMERMNR2021109）；2020年度江苏省自然资源发展专项资金项目（苏财资环202020号）作者简介：彭修强（1986），硕士，高级工程师，主要从事海岸带第四纪地貌及沉积学、滨海湿地资源环境及遥感等方面的研究，电子邮箱：Sediment organic carbon content and its storage in Yancheng coastalsalt marshes of Jiangsu ProvincePENG Xiuqiang1,2,YAN Yuru1,2,SUN Zhuyou1,2,WANG Minjing1,2,LIANG Feigang1,2,FAN Haibo1,2,LIU Qun1,2,ZHANG Gang1,2,LUO Min1,2,TANG Qian1,2（1.Key Laboratory of Coastal Salt Marsh Ecosystems and Resources,Ministry of Natural Resources,Nanjing210007,China;2.Jiangsu Geological Bureau,Institute of Geochemical Exploration and Marine Geological Survey,Nanjing 210007,China）Abstract:Global vegetated coastal habitats(VCHs,such as mangroves,salt marshes and seagrass beds)not only representa large sink for organic carbon(OC)stored within their sediments,but also one of the most dense carbon sinks in naturalecosystems.Therefore,VCHs play an important role in the global carbon cycle and in the mitigation of climate change.Thesparsity and regional bias of studies on sediment OC stocks in Yancheng coastal salt marshes have limited the reliableestimation of their capacity as regional OC sink.Based on the field investigation data of 47 short column sediment cores of100 cm deep,this study discussed the characteristics of organic carbon content,density and storage in the sediments ofYancheng coastal salt marshes.The results showed that the average content and density of organic carbon in sediments at 0100 cm depth were 1.68%and 23.07 kg/m3respectively.There were some differences in sediment organic carbon contentand density among different salt marsh communities.The order of average sediment organic carbon content was Spartina第42卷第3期2023年6月Vol.42,No.3Jun.202342卷海洋通报http:/alterniflora reed Suaeda salsa,while the order of organic carbon density was reed Spartina alterniflora Suaeda salsa.In general,the vertical distribution of sediment organic carbon content was consistent with that of organic carbon density indifferent salt marsh communities,and all the three communities except Suaeda salsa had an obvious surface aggregation ofsediment organic carbon content and density.The content of sediment organic carbon was related to sediment physiochemicalproperties.The content of sediment organic carbon in the Spartina alterniflora community had an obvious particle size controleffect,while the other communities was not significant.It was estimated that the total amount of sediment organic carbon storagein 0100 cm depth sediments of the three types of salt marshes was about 6 195.27103Mg C.These research results revealedthe characteristics of sediment organic carbon content and storage in Yancheng coastal salt marshes,which can provide basicdata for the assessment of carbon sink capacity and the restoration of degraded salt marsh wetlands in the future.Keywords:salt marsh;organic carbon density;organic carbon storage;Yancheng滨海盐沼是滨海湿地生态系统的重要类型之一，拥有较高的碳埋藏和沉积速率，已成为推动实现国家“碳达峰、碳中和”目标的关键区域。作为蓝碳生态系统的重要组成部分，由于其对海平面变化的敏感性以及从大气中固定 CO2的能力1，盐沼正受到越来越多的关注。研究表明，全球滨海盐沼平均固碳速率为218 g C/（m2a），比陆地森林生态系统高 40 倍以上2，是重要的碳汇区3。进一步来说，盐沼具有较高的初级生产力、较快的堆积速率和相对低的分解速率1,4-6，使其碳汇作用更加明显7，成为平衡大气CO2急剧上升的“缓冲器”1,4,8。沉积物碳库是盐沼湿地生态系统蓝色碳汇的重要组成部分，能够捕获和埋藏大量有机碳，是实现碳存储的基本载体9。厘清滨海盐沼湿地沉积物有机碳库的空间特征对于准确评估海岸带蓝色碳汇能力和潜力具有重要意义。江苏盐城滨海盐沼是我国重要的海岸盐沼湿地资源，也是江苏省乃至华东地区缓解全球变暖的有效蓝色碳汇。当前国内学者对该区域滨海盐沼湿地沉积物有机碳的研究已取得了一定进展，相关研究主要集中于盐城保护区核心区等生态敏感区域，重点关注有机碳来源及定量估算10-12、沉积物有机碳组分含量及其分布13-19、盐沼植被对有机碳的影响20-24、有机碳储量估算25-26、已围垦盐沼湿地有机碳含量分布27-28、碳埋藏特征和通量29、土地利用变化对有机碳的影响30-31等方面。已有研究大多为单个断面的分析，很少从较大空间尺度上作系统分析，更缺乏基于完整行政区划的数据研究。基于此，本文以江苏盐城盐沼湿地为研究对象，利用大范围实地调查数据，从较大空间尺度上系统研究深层沉积物有机碳含量、密度和储量特征及其影响因素，为准确判断盐城盐沼湿地蓝色碳汇能力和潜力，指导盐沼生态系统蓝碳资源保护提供科学支撑。1材料与方法1.1研究区概况选择江苏盐城海岸为研究区，南北大约介于灌河口至方塘河口之间，地理坐标为323828.5N343232.2N，1194656.5E121631E，具体范围见图 1。研究区岸外南北分别发育有废黄河三角洲和苏北岸外辐射沙脊群，分布有盐城国家级珍禽自然保护区和麋鹿国家级自然保护区。根据盐沼植被在海岸带耐盐耐淹的程度差异，沿潮间带由海向陆方向依次分布有互花米草、盐地碱蓬和芦苇，主要优势群落为芦苇和互花米草。受东亚季风影响，气候以亚热带海洋性季风气候为主，年平均气温约15，夏季平均最高温度可达38，冬季平均最低温度为-10，年平均降雨量为1 0001 600 mm。1.2样品采集与实验分析2021年89月，于江苏盐城海岸带滨海盐沼湿地分布区获取47根柱状样，其中，芦苇群落、盐地碱蓬群落和互花米草群落采样数量分别为12根、3 根和 32 根。在每个样方中部使用外径72 mm 的 PVC 材质采样管进行柱状沉积物采样，采样过程使用人工锤击法，按照国际惯例将采样深度设为100 cm，同时，在采样过程中记录岩芯管内外与水平地面的距离，用