沉水植物水生态修复工程的水-气界面CO_(2)通量及生态效益研究——以武汉东湖为例

为了探讨沉水植物水生态修复工程实施后是否具有CO_(2)减排效应及工程实施后的生态效益,以武汉市东湖水生态修复工程示范区为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的研究手段,探讨沉水植物修复工程实施后是否存在CO_(2)减排效应,并揭示环境因素如何影响水生态修复区碳减排通量.在此基础之上,根据全国碳市场碳排放配额(CEA)挂牌协议交易成交价对CO_(2)减排效应进行货币化,同时针对水生态修复净化水体营养盐的功能,结合修复区沉水植物对氮、磷营养盐削减的收益,估算沉水植物水生态修复工程的综合生态经济效益.结果显示,沉水植物修复区与未修复区日间水-气界面CO_(2)通量均值分别为-2.139×10^(-3)mg·m^(-2)·h^(-1)和3.316×10^(-3)mg·m^(-2)·h^(-1),沉水植物种植后水气界面CO_(2)通量下降了165%,表明以轮叶黑藻、苦草和金鱼藻为主的沉水植物水生态修复工程具有CO_(2)减排效应.Pearson相关性分析表明,修复区的水体CO_(2)浓度以及沉水植物生物量直接影响水-气界面CO_(2)通量;营养盐浓度(水体总氮和总磷)、水温、透明度和浊度间接影响水-气界面CO_(2)通量.在水生态修复区,沉水植物的光合作用主导了水-气界面CO_(2)通量的变化.估算结果表明,东湖水生态修复工程的年度综合经济效益预计达到44.50万元,该项目的投入产出比约为4.23,相当于降低了23.6%的工程建造成本,本研究从生态系统服务功能的角度扩展了沉水植物水生态修复工程的评价维度,为沉水植物水生态修复工程的发展提供理论指导和技术支撑.