全 文 ：红树林湿地碳储量及碳汇研究进展*
张摇 莉1, 2 摇 郭志华2 **摇 李志勇1
( 1河南科技大学农学院, 河南洛阳 471003; 2 中国林业科学研究院湿地研究所, 北京 100091)
摘摇 要摇 红树林是生长在热带和亚热带地区潮间带的特殊的湿地森林,在防风固田、促进淤
泥沉积、抵御海啸和台风等自然灾害和保护海岸线方面起着重要的作用. 全球约有红树林
152000 km2,占陆地森林面积的 0. 4% ,我国约有 230 km2 .热带红树林湿地的碳储量平均高达
1023 Mg C·hm-2,全球红树林湿地的碳汇能力在 0. 18 ~ 0. 228 Pg C·a-1 .影响红树林碳储量
和碳汇能力的主要因子除了植物种类组成以外,气温、海水温度、海水盐度、土壤理化性质、大
气 CO2浓度及人类干扰等均有着重要作用.红树林湿地碳储量、碳汇能力的研究方法以实测
法为基础,包括异速方程、遥感反演和模型模拟等.研究红树林湿地碳储量及碳汇能力,有利
于深入认识红树林湿地碳循环过程及其调控机制,对红树林湿地的保护和合理利用具有重要
意义.
关键词摇 红树林摇 碳储量摇 碳汇摇 影响因子
文章编号摇 1001-9332(2013)04-1153-07摇 中图分类号摇 Q148摇 文献标识码摇 A
Carbon storage and carbon sink of mangrove wetland: Research progress. ZHANG Li1, 2,
GUO Zhi鄄hua2, LI Zhi鄄yong1 ( 1College of Agronomy, Henan University of Science and Technology,
Luoyang 471003, Henan, China; 2 Institute of Wetland Research, Chinese Academy of Forestry, Bei鄄
jing 100091, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(4): 1153-1159.
Abstract: Mangrove forest is a special wetland forest growing in the inter鄄tidal zone of tropical and
subtropical regions, playing important roles in windbreak, promoting silt sedimentation, resisting
extreme events such as cyclones and tsunamis, and protecting coastline, etc. The total area of glob鄄
al mangrove forests is about 152000 km2, only accounting for 0. 4% of all forest area. There are
about 230 km2 mangrove forests in China. The mangrove forests in the tropics have an average car鄄
bon storage as high as 1023 Mg·hm-2, and the global mangrove forests can sequestrate about
0. 18-0. 228 Pg C·a-1 . In addition to plant species composition, a variety of factors such as air
temperature, seawater temperature and salinity, soil physical and chemical properties, atmospheric
CO2 concentration, and human activities have significant effects on the carbon storage and sink
ability of mangrove forests. Many approaches based on field measurements, including allometric
equations, remote sensing, and model simulation, are applied to quantify the carbon storage and
sink ability of mangrove forest wetland. To study the carbon storage and sink ability of mangrove
wetland can promote the further understanding of the carbon cycle of mangrove wetland and related
controlling mechanisms, being of significance for the protection and rational utilization of mangrove
wetland.
Key words: mangrove forest; carbon storage; carbon sink; affecting factor.
*林业公益性行业科研专项 (201104072,201104006)、国家林业公
益性行业重大项目(200804001)、“十一五冶国家科技支撑计划项目
(2009BAD2B06)和中国林业科学研究院林业新技术研究所所长基
金重点项目(CAFINT2010K08)资助.
**通讯作者. E鄄mail: guo_zhi_hua@ 126. com
2012鄄05鄄28 收稿,2013鄄01鄄22 接受.
摇 摇 湿地经过长期碳积累是巨大的碳库,而且在全
球碳循环中扮演着重要的碳汇角色. 全球湿地总面
积为 8郾 56伊108 hm2,占地表面积的 5% ~ 7% ,但储
藏在不同类型湿地内的有机碳(550 Pg)占陆地碳储
量的 15% ~30 % [1] .湿地对全球碳循环的贡献远大
于其面积比.
红树林湿地具有很高的生产力,尤其是赤道周
围的红树林由于水热条件优越,其生物量超过很多
热带雨林植物生物量[2] . 同时,红树林植物根际碳
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 4 月摇 第 24 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2013,24(4): 1153-1159
循环周期长,土壤有机碳分解速率低,碳储存时间
长,使红树林湿地具有很高的碳汇潜力,因此红树林
是重要的碳汇.目前红树林湿地碳储量、碳汇能力在
全球碳平衡中的作用和地位越来越受到重视.然而,
受人类活动的影响,红树林面积不断缩小.红树林是
热带地区退化最严重的森林之一[3] . 1980—2000
年,全球红树林湿地面积减少了 35% ,且平均以每
年 2郾 1%的速率消失[4] .虽然,近些年全球红树林面
积缩减速率呈降低趋势,但 2000—2005 年间仍以
0郾 66%的速率消失[5] . 目前,全球的红树林面积
15郾 2伊105 hm2,占陆地森林的 0郾 4% ,而我国仅有
2郾 3伊104 hm2[6] .随着红树林面积的减少,红树林湿
地抵御海啸、台风等自然灾害的生态功能受到严重
影响,随着其碳储量减少、碳汇能力下降,甚至可能
由碳汇转为碳源,从而进一步加剧气候暖化.
因此,了解红树林湿地碳储量和碳汇能力及其
研究方法和原理,明确各种因子对其碳储量和碳汇
能力的影响,对于评价红树林对全球碳平衡的作用
有着重要的意义.
1摇 红树林湿地的碳储量及碳汇能力
1郾 1摇 红树林湿地的碳储量
红树林湿地的总碳储量由两部分组成:一部分
储存于植物体内,包括地上部分植物体、地下根和枯
枝落叶;另一部分储存在土壤中.
全球红树林生物量总碳储量为 4郾 03 Pg.随纬度
升高,红树林湿地植物碳储量降低. 其中,赤道附近
红树林储存了 2郾 72 Pg C, 10—20毅 N之间的红树林
碳储量为 1郾 0 Pg,而 20—30毅 N 之间碳储量只有
0郾 29 Pg[7] . 主要原因是:红树林集中分布在热带和
亚热带地区,南北纬各 5毅间的红树林占全球红树林
总面积的比例最大[8] . 其次,树种、林龄及环境等对
红树林湿地植物的碳储量影响较大[2] . 热带和亚热
带地区的水热条件有利于红树生长,红树种类多,而
温带地区只有 1 ~ 3 种红树树种[9] .印度 Sundarbans
地区 4264 km2红树林的生物量碳储量为 21郾 13 Tg,
却占印度全部森林碳总储量的 0郾 41% [10] .
目前,国内外对红树林土壤碳储量研究不多,研
究的土层深度从 30 cm[10]、1 m[11]到 3 m[12]或数
米[13]不等.而红树林湿地土壤碳储量占其生态系统
总碳储量的比例很高.在印度 Sundarbans红树林,土
壤 0 ~ 30 cm的碳储量为 5郾 49 Tg,占该地区红树林
湿地总碳储量的 21% [10] . 日本 Manko 地区的单一
种群秋茄(Kandelia candel)红树林 1 m 深的土壤中
有机碳含量占研究区碳储量的 50% [11] . 而密克罗
尼西亚地区 1 ~ 2 m 深的红树林土壤中储存的有机
碳占其红树林碳储量的 70% [14] . 在太平洋与印度
洋之间横跨 30毅 N、73毅 E 的 25 块红树林湿地中,
0 ~ 3 m深的土壤碳储量占各研究区总碳储量的
49% ~90% [12] .
单位面积红树林湿地总碳储量(地上部分碳储
量和土壤中碳储量之和)非常高,是热带地区碳储
量最丰富的森林类型,25 块红树林湿地的平均碳储
量高达 1023 Mg C·hm-2[12] . 在密克罗尼西亚联邦
的 Yap 地区,红树林湿地的平均碳储量为 1062
Mg C·hm-2[14] .但是在同一地区内,红树林湿地的
碳储量分布不均,且与离海的距离呈反比.帕劳群岛
近海区的红树林总碳储量为 479 Mg C·hm-2,近陆
区域的红树林碳储量达 1068 Mg C·hm-2,是近海
区域的 2 倍多 郾 同样,Yap 地区近海区的红树林碳
储量 为 853 Mg C · hm-2, 近 陆 区 达 1385
Mg C·hm-2[14] .
我国不同地区红树林植物地上、地下部分生物
量的相关研究也很深入,但多未对碳储量进行估算,
且对红树林土壤碳储量的研究尚不多见. 有研究表
明,海南琼山的 55 龄海莲(Bruguiera sexangula)林
总生物量最高,为 420郾 30 t·hm-2(碳储量约 210郾 15
Mg C·hm-2,碳储量按干质量的 0郾 5 倍计算,下
同),6 龄海桑(Sonneratia caseolaris) +秋茄林的生物
量最低, 为 38郾 35 t · hm-2 (碳储量约 19郾 675
Mg C·hm-2),而深圳福田红树林保护区平均生物
量 为 129郾 88 t · hm-2 ( 碳 储 量 约 64郾 94
Mg C·hm-2) [15] .与热带地区相比,我国红树林湿
地植物部分碳储量相对较低.
1郾 2摇 红树林湿地的碳汇能力
碳汇是指生态系统中的碳平衡处于不稳定的状
态,碳的输入量(植物生产力与外界输入碳之和)大
于输出量(呼吸消耗的碳和输出外界的碳),即碳积
累状态.
全球红树林湿地每年的碳汇为 0郾 18 Pg C,其中
固定在植物体内 0郾 16 Pg,由沉积物固定 0郾 02 Pg[7] .
Bouillon等[16]以全球红树林面积 160000 km2保守估
计,得出全球红树林每年净吸收碳(0郾 218依0郾 078)
Pg,并且大约 50%的碳可能被忽略而未被计算在
内. Sandilyan 等[6]认为,全球红树林地上部分及土
壤每年可以固定 2郾 28伊107 t C,合 0郾 228 Pg,碳汇能
力为热带雨林的 50 倍.不同地区红树林的碳汇能力
不同. 马来西亚 Matang 红树林的植物净生产力为
4511 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
7 ~ 18 t C·hm-2·a-1,其中 1郾 5 t 固定在沉积物中,
而以凋落物形式储存了 5 t[17],由于缺乏土壤呼吸
释放的碳,其碳汇能力在 6郾 5 t C·hm-2·a-1以上.
我国广州南沙地区红树林湿地的平均碳汇能力为
5郾 86 t C·hm-2·a-1,植物净生产力固定的碳为 9郾 20
t C·hm-2·a-1,由土壤排放 3郾 34 t C·hm-2·a-1,红
树林湿地的碳汇是滩涂湿地的 10倍,说明红树林湿地
是一个很强的碳汇[18] .我国不同地区红树林群落净初
级生产力在 11郾 49 ~36郾 395 t DM·hm-2·a-1 [15] .如果
以 0郾 5 系数转换为碳后,再根据 Sandilyan 等[6]和康
文星等[18]对红树林碳汇测定中土壤呼吸消耗约1 / 3
的植物净初级生产力固定的碳,则我国不同地区红
树林的碳汇能力在 2郾 09 ~ 6郾 61 t C·hm-2·a-1 .
红树林碳汇能力高的原因,一是植物生产力高,
单位面积红树林固定的碳是热带雨林的 10 倍[19];
二是土壤固碳速率高. Matang 红树林由土壤固定
1郾 5 t C·hm-2·a-1[17] .全球红树林湿地土壤的平均
固碳速率为(210依20) g·m-2·a-1[20] .我国红树林湿
地土壤的固碳速率最高可达 444郾 27 g·m-2·a-1[21],
是沿海盐沼湿地固碳速率的 2 倍、湖泊湿地平均固
碳速率的 10 倍、旱地生态系统最大固碳速率的
22 倍.
1郾 3摇 红树林湿地碳储量和碳汇的关系
湿地虽然碳储量很高,但是环境的变化极易影
响该生态系统中原本稳定储存的碳. 泥炭湿地在积
水状态下是碳汇生态系统,一旦缺水干涸就会释放
有机碳,由碳汇转变为碳源[22] . 红树林高的碳储量
是其碳汇和碳源互相作用的结果. 红树林虽是碳汇
系统,但是红树林释放 CO2返回到大气的潜力很高.
红树林每年以 CO2的形式将其总初级生产力固定的
80% ~90%的碳归还给大气[17] .环境条件的变化会
增强红树林土壤的碳排放,常年积水、季节性积水和
无积水条件下红树林土壤释放的碳量依次为 0郾 54、
1郾 89 和 2郾 53 t C·hm-2·a-1[18] .如果红树林遭到破
坏,红树林高的碳储量则可能成为一个大的碳源.全
球红树林每年由于砍伐导致的碳排放在 0郾 02 ~
0郾 12 Pg,是全球森林砍伐碳排放量的 10% [6] .
2摇 红树林湿地碳储量、碳汇的研究方法
2郾 1摇 植被碳储量研究方法
2郾 1郾 1 异速生长方程法摇 红树林生物量碳储量是通
过测定植被生物量来实现的,在生物量的基础上乘
以植被含碳系数来计算其碳储量. 早期的研究中通
常选择系数 0郾 45,目前国际上多采用系数 0郾 5.
异速生长方程法是测定红树林生物量最常用的
方法.它是以生物量清查为基础,对样木的地上和地
下部分生物量进行实测.在此基础上,根据树木的胸
径、株高、盖度等一系列便于测量的外部生长特征值
建立与树木各器官生物量的回归方程. 该方法能够
快速地估算大尺度区域的红树林生物量,同时不会
造成大面积的植被破坏.
目前研究者对多种红树植物建立了各自的异速
生长方程,如正红树 (Rhizophora apiculata) [23]、秋
茄[11]、红茄冬(Rhizophora mucronata) [24]等. 实现了
不同树种的红树林地上和地下根部生物量的估算.
但天然红树林中的植物种类繁多,不仅树种间的异
速生长方程不同,而且地理位置不同也会造成种内
方程的差异.由于对不同树种建立各自的异速方程
耗时、费力,Komiyama等[25]建立了红树林生物量测
定的通用方程.该方程忽略了树种差异,只与林分密
度相关,尤其对大尺度的红树林生物量测定有很大
的帮助.
2郾 1郾 2 遥感反演法 摇 目前,遥感技术在红树林研究
中已得到广泛应用,如在红树林分类、分区划界[5],
监测红树林动态变化及制图[8],测定红树林密度、
面积分布[26]方面取得了一些成果,并将雷达遥感和
基于 TM影像遥感应用于红树林生物量的测定之
中. 雷达可以获取全面立体的植被生物量信息.
Proisy等[27]使用合成孔径雷达数据对澳大利亚地区
的红树植被生物量进行研究;Simard 等[28]使用激光
雷达估计了美国大沼泽公园红树林湿地的树高和生
物量.黎夏等[29]运用雷达遥感对我国红树林的生物
量也进行了估算.但由于费用等原因,雷达遥感并未
在红树林生物量估算中大范围应用. 而基于 TM 影
像的遥感,应用纹理特征值结合波段值或是植被指
数估测植被生物量,可获得较高的估算精度.
2郾 2摇 土壤碳储量研究方法
直接测量法是土壤碳储量研究中基础的方法.
它是根据实地土壤剖面取样,直接测定各土层的有
机碳含量,然后采用加权的方法计算整个土壤剖面
的有机碳含量,再用面积求出整个红树林湿地的土
壤碳储量.
大尺度土壤碳储量研究方法是在直接测量法的
基础上,根据不同土壤类型或者生态类型估算区域
土壤碳储量.土壤类型法是以大量实测的剖面数据
和对土壤类型准确划分为前提,但是只考虑土壤类
型的因素.在实际应用中,由于实测数据的缺乏和对
植被、土地利用方式及人类活动等影响因素的忽略,
55114 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 莉等: 红树林湿地碳储量及碳汇研究进展摇 摇 摇 摇 摇
会在很大程度上影响估算精度. 生态类型法弥补了
土壤类型法的不足,考虑了温度、降水等气候因素对
土壤有机碳蓄积的影响,因此在土壤碳储量的估算
中得到广泛应用.目前,红树林土壤碳储量的估算研
究多采用直接测量法,结合不同生态类型计算整个
研究区的土壤碳储量.
土壤模型法是近几年测定土壤碳库的热门方
法,即通过模拟土壤有机碳输入量和输出量,研究土
壤有机碳储量及其变化. 目前国际上用的最多的是
Century和 DNDC 模型. 通过不断地改进验证,土壤
模型法的精确度提高很多,而且与实测拟合度很高.
模型法在很多生态系统土壤碳库的研究中得以应
用,但是在红树林碳储量的研究中还未见报道.
2郾 3摇 碳汇研究方法
碳汇研究主要是通过测定植被净初级生产力和
土壤呼吸消耗来实现的. 红树林湿地的碳汇能力最
早以凋落物法计算,用年凋落量换算成植被初级生
产力作为碳汇能力. Kristensen 等[13]以该原理为基
础,根据已有资料得出全球红树林湿地总初级生产
力为 149 mol C · m-2 · a-1,相当于固定 17郾 88
t C·hm-2·a-1 . 全球红树林凋落物平均固定 38
mol C·m-2·a-1[7] .如果按全球红树林凋落物只占
红树林初级生产力的三分之一计算[13],红树林每年
可吸收114 mol C·m-2 . 但是凋落物法忽略了土壤
呼吸作用消耗的碳. 凋落物法得出的碳汇能力与实
际碳汇能力有较大的差异.
生态系统净生产力法是目前研究生态系统碳汇
用得最多的方法,用植被的总初级生产力减去土壤
微生物呼吸和植物呼吸消耗的量就代表了该生态系
统的碳汇. 红树林生态系统净生产力为:NEP =
GPP-(Ra+Rh)-E.其中,NEP 为生态系统净生产
力;GPP为总初级生产力;Ra 为自养呼吸消耗;Rh
为异养呼吸消耗;E为生态系统输出的碳.红树林湿
地是个开放的系统,其生态系统的碳平衡为:ESS =
(P+I)-(R+E). 其中,P 为植物初级生产力;I 为外
界输入的碳;R 为土壤呼吸(包括植物和微生物呼
吸);E为输出碳.在一定程度上,生态系统的净生产
力可代表红树林生态系统的碳汇[7] . Sandilyan 等[6]
和康文星等[18]根据该原理分别测定了红树林植物
净初级生产力和土壤呼吸释放的碳,研究了全球红
树林和我国广州市红树林湿地的碳汇能力.
Twilley等[7]和 Ray 等[10]以植被生物量的年增
量和沉积物年固碳量之和代表红树林碳汇能力,但
是忽略了未分解的凋落物储存的碳. 生态系统年净
生产力法比凋落物法和年增量法测得的结果更接近
实际碳汇能力值,从而提高了研究的精度.
3摇 红树林碳储量和碳汇能力影响因子
3郾 1摇 植物种类组成
红树林植物的生物量受林龄、形态学和树种的
影响[2] .生物量影响红树林植物部分碳储量. 在印
度 Sundarbans地区,无瓣海桑(Sonneratia apetala)的
生物量最高、碳储量最大,其次是海榄雌(Avicennia
marina),海漆(Excoecaria agallocha)生物量最低、碳
储量最少[30] .将广州南沙的两种纯林红树林进行比
较,无瓣海桑林的生物量和单位面积的生产力均高
于木榄(Bruguiera gymnorrhiza)林[31],植物生物量碳
储量无瓣海桑林高于木榄林.
红树林土壤碳储量受植物类型的影响很大[32] .
植物种类对土壤有机碳的输入产生作用. 植物功能
性状决定了土壤中的碳输入数量和形式[33] . 同时,
植物种类对有机碳的分解产生影响,植物种类决定
土壤微生物的性状、活性及数量,通过影响微生物活
性、数量对土壤有机碳分解产生作用. 例如,不同种
类植物下土壤细菌的平均密度有很大差异,海莲林
土壤细菌的平均密度高于秋茄林[34],植物种类组成
决定了红树林生态系统的碳储量潜力,同时影响其
碳汇能力,因而是重要的影响因子.
3郾 2摇 温度、水分因子
温度(气温、土壤温度和水温)是影响红树林碳
储量和碳汇的最主要的外界因子. 温度主要通过以
下两方面对红树林碳储量和碳汇产生影响.一方面,
温度影响植物生物量的碳积累.适宜的温度下,植物
有较高的繁殖力;温度过高时,红树林群体呼吸增强
会降低其光合作用,当叶片温度高于 40 益时,植物
光合作用几乎为零[35],植物不能生产和积累有机
碳.另一方面,温度影响土壤微生物活性. 在一定范
围内,温度升高可以增强土壤微生物细胞内的酶活
性,促进土壤呼吸,使储存的有机碳被分解,释放
CO2 .红树林土壤的呼吸速率在 25 ~ 27 益时达到最
大,土壤呼吸对温度的敏感性决定了土壤碳库长时
间扮演碳源还是碳汇的角色[36] .
水分是影响红树林植被碳储量的另一重要因
子,主要是由海水盐度、淹没时间和海水深度共同对
红树林产生影响.海水盐度限制红树植物萌根、发芽
以及生长.海水盐度在 10 以下可促进木榄胚轴萌根
和发芽,而红海榄(Rhizophora stylosa)胚轴最适的萌
根盐度在 20 左右[37] .海水盐度超过 25 会明显抑制
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无瓣海桑的生长速度,产生胁迫作用,而且盐度在
10 以上会抑制其种子的发芽[34] . 秋茄、海莲生长的
适宜盐度在 15 以下,当达到 20 或 30 的高盐度时,
叶片的蒸腾作用、气孔导度和幼苗成活率明显降低,
出现高盐生长胁迫[38],植物生长明显受到抑制. 淹
没时间对碳汇能力有很大影响.有研究表明:常年积
水的红树林湿地碳汇能力最强,周期性积水的红树
林湿地碳汇能力次之,而无积水的碳汇能力最
弱[18] .海水深度是限制红树林生长与分布的主要因
子之一[15] .水分因子主要通过限制红树林内分布的
植物种类以及植物的生存生长,从而对其碳汇能力
产生显著的影响.
3郾 3摇 大气 CO2浓度
大气 CO2浓度是影响植被碳储量的重要环境因
子.适量增加 CO2浓度可以提高植物的生长率和繁
殖率,增加 C3植物生态系统的总生物量. 高浓度
CO2可以降低植物气孔导度使蒸腾作用受阻,提高
植物的水分利用效率[35],从而增加其生产力和碳水
化合物储量.研究发现:随着 CO2浓度升高,所有不
受水分限制的低盐地区的红树植物生物量都会增
加,尤其是海榄雌的生物量增加最明显[2] . 但是,当
CO2浓度超过红树植物的最适需求,植物生产力下
降,从而减少了植物生物量积累[35] .
CO2浓度升高引起的气候变暖会导致海平面上
升,而海平面上升速率加速是红树林面积减小的主
要原因. 如果海平面上升的速率超过 0郾 43 ~
0郾 70 cm·a-1,我国红树林面积会受到严重影响;当
海平面上升的速率达到每 100 年 12 cm 时,红树林
则不能生长也不能形成泥碳[39] . 同时,海平面上升
很可能使红树林湿地被能够适应环境变化的其他群
落所取代,例如海草的单位面积的碳储量仅为红树
林的 7% [14],间接降低了红树林的碳储量和碳汇能
力.此外,海平面上升会使海岸周围的湿地生态系统
内在和外界的环境发生相应的变化,促进土壤中稳
定有机碳的分解释放,对其土壤碳库产生很大的影
响,使之可能成为碳源.
3郾 4摇 土壤理化性质及人为干扰
土壤盐度、pH值等土壤理化性质也影响红树林
生态系统的碳储量. 土壤盐度通过影响红树林林分
密度、树木基底面积、落叶量等对生物量碳储量的积
累产生影响,当土壤盐度超过 70 ~ 80,红树植物很
难生存[7] .在土壤高度盐化的地区,红树林生物量
碳储量很低[30] .土壤 pH 通过影响土壤微生物活性
和种类进而影响土壤有机碳的分解释放.此外,土壤
碳饱和度对红树林湿地土壤有机碳的积累也有影
响,离其碳饱和度越远,土壤吸收和储存碳的能力越
强[40] .
人为干扰是造成红树林面积消失最多的因素,
随着红树林消失,其地上部分生物量中 75%的碳由
于土地利用方式的改变而损失[4] . 目前红树林土壤
有机碳因人为干扰损失的量还未见报道. 但从泥炭
湿地受人为干扰可以导致土壤有机碳储量损失最高
可达 90% [14]来看,红树林湿地的碳储量因面积减
少会受到严重的影响. 而且采伐红树林会降低其碳
汇能力[3] .红树林被池塘、虾塘等水产用地取代后,
相当于每年红树林向大气释放 75 t C·hm-2,是其
土壤碳蓄积速率的 50 倍[17] . 红树林由碳汇系统转
变为碳源.
红树林湿地碳储量和碳汇的变化是多种因子互
相作用的结果,各因子的影响程度也受红树林内植
物种类组成及其外界环境条件的影响.
4摇 结语与展望
全球红树林湿地的面积虽小,但在全球碳循环
中的地位和意义重大. 典型的热带红树林的碳储量
最高可达 1385 Mg C·hm-2[14] . 整个红树林生态系
统的碳汇能力约为热带雨林的 50 倍[6],是重要的碳
汇.然而,红树林生态系统碳储量的研究集中在典型
的热带红树林,忽略了亚热带地区红树林.加强亚热
带红树林湿地碳储量和碳汇的研究,有助于全面和
正确认识红树林生态系统的价值和意义.
树种组成、温度、水分、土壤理化性质、大气 CO2
浓度及人为干扰等因子的变化会打破红树林的碳平
衡,进而影响红树林碳储量及碳汇能力. 目前,对影
响红树林湿地碳循环的因子还未进行系统的、综合
的研究,今后应进一步加强该领域的研究.明确各因
子在红树林碳储量和碳汇中的作用机制以及各因子
的影响系数,揭示红树林湿地碳汇形成机制,有利于
建立准确、科学的红树林湿地碳循环模型和评价红
树林湿地在全球碳循环中的地位和作用.
红树林湿地是一类特殊的森林湿地类型,其土
壤碳储量研究的野外取样难度大、取样方法多,且多
为自制的取样工具,还没有专门的红树林湿地土壤
取样设备.因此,研制用于红树林土壤碳储量取样的
仪器设备,制定统一的野外取样方法和相应的行业标
准是当务之急,以提高红树林湿地碳储量的实测精度
及其模拟模型的精度,对利用遥感进行大尺度红树林
湿地碳储量和碳汇能力的研究将具有重要意义.
75114 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 莉等: 红树林湿地碳储量及碳汇研究进展摇 摇 摇 摇 摇
土壤的空间异质性对红树林土壤有机碳的影响
很大.以往国内外较少涉及红树林土壤有机碳含量
和碳储量的垂直分布规律研究,而且对土壤轻组有
机碳和重组有机碳未进行深入的研究. 今后应加强
我国不同区域的红树林土壤碳储量分布规律、有机
碳种类组成及其动态变化的研究.
红树林湿地生态系统是一个开放的生态系统.
红树林碳输入不仅来自植物光合作用,由水体输入
的碳量也是重要的一部分.同时,河流输出的碳也不
可忽略.因此,重视和加强红树林湿地碳来源及碳平
衡动态的研究,可以更深入地认识红树林湿地碳循
环规律,对揭示红树林湿地碳汇形成机制具有重要
意义.
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作者简介摇 张摇 莉,女,1987 年生,硕士研究生.主要从事湿
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责任编辑摇 李凤琴
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