我院湿地生态研究团队在围垦养殖对滨海湿地碳循环关键过程影响方面取得系列研究进展

发布者:孙杰 发布时间:2023-04-04 浏览次数:222

滨海湿地因具有较高的生产力及较强的氧化还原能力,其储碳、固碳能力在全球碳循环中占有十分重要地位。但在土地利用/土地覆盖变化等因素驱动下,滨海湿地“碳汇”功能已被逐渐削弱。围垦养殖作为亚太地区滨海湿地退化与损失的主要驱动力之一,在引起滨海湿地生态系统“碳汇”与“碳源”转变过程中发挥关键作用,已成为全球滨海湿地碳循环研究热点之一。当前已有研究主要聚焦于围垦养殖影响下的湿地碳库动态及其稳定性方面,对于碳循环生物地球化学关键过程,特别是与目前全球气候变暖直接相关的碳排放过程,仍缺乏系统性研究,是滨海湿地碳循环研究的“盲区”至此,我院湿地生态研究团队以我国亚热带典型河口/海湾上分布的天然盐沼湿地及其围垦成的养殖塘为研究对象,通过融合野外定位观测与室内培养实验等研究手段来揭示围垦养殖对亚热带滨海湿地土壤有机碳矿化关键过程及碳排放的影响。该团队于近期取得下列系列研究进展:

进展Ⅰ:针对研究区域尺度有限而引起研究结论不确定性问题,研究团队以我国亚热带21个典型河口/海湾为研究区域,通过室内厌氧培养实验,开展了不同湿地围垦养殖情景下的土壤SOC矿化关键过程研究(-Ⅰ)明确了裸滩、互花米草湿地各自围垦成养殖塘后SOC矿化速率、累计矿化量及潜在矿化势均分别呈现显著增加和显著降低的变化特征,阐明了围垦养殖引起的土壤砂粒、SOCNH4+-N含量变化是其重要影响因素。研究结果以“Landscape change affects soil organic carbon mineralization and greenhouse gas production in coastal wetlands为题,发表在国际环境地学著名刊物Global Biogeochemical Cycles上。湿地研究团队杨平研究员为第一兼通讯作者,湿地研究团仝川教授和英国Swansea大学Kam W. Tang教授为共同通讯作者,福建师范大学为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金(41801070, 41671088)、福建省自然科学基金(2022R1002006, 2020J01136)等资助。

-围垦养殖对亚热带滨海湿地SOC厌氧矿化关键过程的影响

进展Ⅱ:滨海湿地土壤碳库主要由有机碳库和无机碳库构成,但当前有关围垦养殖活动对滨海湿地碳库影响聚焦于有机碳部分,对于无机碳部分还未能充分意识到其研究的重要性。研究团队以我国亚热带21个典型河口/海湾为研究区域,同步开展了围垦养殖对湿地土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)影响的研究(-Ⅱ)。主要研究显示,(1)互花米草湿地围垦成养殖塘后,表层土壤SOC含量呈现显著降低的特征,但SIC含量呈现显著增加的特征;(2) 互花米草湿地围垦成养殖塘将导致表层土壤碳储量减少9.7%(3.5×106 g C ha−1),其主要是由土壤SOC含量减少所致。研究结果以“Responses of coastal sediment organic and inorganic carbon to habitat modification across a wide latitudinal range in southeastern China为题,发表在国际著名刊物Catena上。湿地研究团队硕士研究生洪妍为第一作者,湿地研究团队杨平研究员和英国Swansea大学Kam W. Tang教授为共同通讯作者,福建师范大学为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金(41801070, 41671088)、福建省自然科学基金(2022R1002006, 2020J01136)等资助。

-Ⅱ围垦养殖对亚热带滨海湿地SOCSIC的影响及作用机制

进展Ⅲ针对围垦养殖影响下的滨海湿地二氧化碳(CO2)/汇转化特征缺乏研究现状,研究团队以福建省闽江河口盐沼湿地及其围垦的养殖塘为研究对象,通过3年野外原位观测实验,并结合室内培养实验,开展了围垦养殖对盐沼湿地CO2产生及排放通量影响的研究(-Ⅲ)主要研究表明,盐沼湿地转化为养殖塘后,土壤CO2产生潜力显著降低,但生态系统净CO2排放显著增加,呈现从“汇”向“源”的转变特征。研究结果以“Effects of conversion of coastal marshes to aquaculture ponds on sediment anaerobic CO2 production and emission in a subtropical estuary of China为题,发表在国际环境管理著名刊物Journal of Environmental Management上。谭立山博士为第一作者,湿地研究团队杨平研究员和英国Swansea大学Kam W. Tang教授为共同通讯作者,福建师范大学为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金(41801070, 41671088)、福建省自然科学基金(2022R1002006, 2020J01136)等资助。

-Ⅲ围垦养殖对亚热带河口湿地沉积物厌氧CO2产生和排放的影响概念图