滨海蓝碳增汇:技术、装备前沿与展望

红树林、盐沼、海草床和海藻场等滨海蓝碳生态系统是缓解全球气候变化的重要天然碳汇。在人为和自然压力的多重胁迫下,滨海蓝碳生态系统面临大规模退化,因此修复和提升滨海蓝碳生态系统的碳汇功能是目前亟待解决的问题。根据滨海蓝碳生态系统的类别,综述了目前滨海蓝碳生态系统增汇的主要技术与装备,并从增汇效益、经济效益和生态效益等方面分析了滨海蓝碳生态系统增汇综合效益。未来研究应围绕滨海蓝碳生态系统分布和碳汇的观测体系优化、物种优选培育和种植方法的改良、新兴蓝碳生态系统碳封存技术对生态环境的影响等方面开展,进一步巩固和提升滨海蓝碳生态系统增汇,助力实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。

全球海岸带国家蓝碳资源价值与类型研究

海岸带蓝碳生态系统已成为应对气候变化重要的基于自然的解决方案。本研究梳理了全球海岸带蓝碳生态系统的分布、碳封存量和封存价值,并根据经济、科技、蓝碳封存量三个指标对各海岸带国家和地区进行分类。海岸带蓝碳生态系统分布最广的国家是澳大利亚、印度尼西亚、墨西哥和美国,而印度尼西亚、澳大利亚、马来西亚和巴西碳埋藏量最高。全球每年蓝碳埋藏价值在碳交易和碳税价格下分别为3.47×109美元和2.35×109美元。中国拥有丰富的海岸带蓝碳资源,生态系统面积排名第10,年封存量排名第21;然而蓝碳自然资源的赋存禀赋与现有碳价格体系下的价值匹配性较差,基于碳交易价格的中国海岸带蓝碳埋藏价值全球排名第27,基于碳税价格仅排名第39。碳价格低迷将会导致在国际蓝碳交易中处于劣势,中国后续应不断完善碳排放交易市场。中国具有在蓝碳研究以及修复投入与实践方面的优势,以及贝藻养殖、海洋牧场等特色蓝碳资源,可结合不同类型的蓝碳国家经济科技条件与自然条件制定多元合作策略。

滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法及中国的研究现状和挑战

滨海盐沼、红树林和海草床蓝碳湿地生态系统具有高效的固碳-储碳能力,准确测定滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率,对于评估滨海湿地碳中和能力、生态恢复新增碳汇规模及碳贸易至关重要。深入思考滨海蓝碳湿地生态系统碳汇定义的内涵,提出狭义碳汇和广义碳汇的概念,介绍沉积物碳累积+植被净初级生产力法以及生态系统碳通量收支法2个目前国际上应用最多的滨海蓝碳湿地碳汇速率测定方法,特别是深入分析作为开放系统的滨海盐沼生态系统和海草床生态系统碳汇速率测定面临的诸多问题与挑战,梳理中国红树林、滨海盐沼和海草床生态系统碳汇速率的测定结果及国家尺度滨海蓝碳湿地生态系统碳汇规模,最后提出中国在滨海蓝碳湿地碳汇速率测定实践中急需加强的基础研究领域,以期为科学地计量中国滨海蓝碳湿地生态系统碳汇速率与碳汇规模提供方法参考和技术支撑。

基于BIM的海岸带建筑碳排放及碳汇一体化管理分析

建筑在全生命周期中排放大量碳,加剧温室气体效应,提出基于BIM的海岸带建筑碳排放及碳汇分析框架。首先,确定海岸带建筑碳排放的计算范围和计算方法,其次,介绍海岸蓝碳生态系统,构建基于BIM的海岸带建筑碳排放及碳汇一体化管理模型,基于碳排放系数法和Microsoft Access数据库计算建筑施工阶段的碳排放及海岸森林植被碳汇,最后,结合某亲海大型城市公园项目,降低建筑施工碳排放、增加蓝碳面积,验证该系统的科学性及可行性。采用基于BIM的海岸带建筑碳排放及碳汇一体化管理系统,对施工现场碳排放及附近碳汇进行动态监测,辅助施工管理单位降低碳排放。

海草第一大国——澳大利亚的海草资源现状、恢复、监测与 研究

澳大利亚是世界上海草资源最丰富的国家,它拥有全球最大的海草面积(占全球总面积的31.1%),以及最丰富的海草种类(38种,占全球已知种类的52.8%)。澳大利亚海草支持了全球碳储量最大的滨海碳库,以及全球最大的儒艮种群(占全球儒艮总数的3/4)。澳大利亚的海草监测、恢复与研究均处于世界先进水平,是海草资源第一大国和海草研究强国,是海草保护和研究事业的典范。本研究对澳大利亚海草的资源现状、恢复、监测与研究进行汇总分析,以期借鉴其先进经验,为我国海草保护事业的发展提供参考。

杭州湾南岸滩涂湿地多年蓝碳分析及情景预测

选取2003年、2017年杭州湾南岸遥感数据,利用ENVI软件和ArcGIS进行空间校正和图像处理,获得海岸带湿地数据,基于InVEST模型研究杭州湾南岸15年间滩涂湿地蓝碳及其价值的变化.结果显示:(1)2003~2017年总碳储存量和单位面积碳储量最大值均呈上升趋势,总碳储存量由0.223亿t上升到0.765亿t,增加0.542亿t.单位面积碳储量最大值也由451.27t/hm^(2)上升到1775.42t/hm^(2),湿地碳汇潜力增加.(2)2003~2017年研究区域无碳损失,总体表现为碳积累,蓝碳总量为0.543亿t,单位面积净碳固定最大值为1324.12t/hm^(2).(3)2003~2017年15年间杭州湾南岸海岸蓝碳总价值为4761.3亿元,单位面积蓝碳最大值为148.8万元,具有十分可观的生态价值.(4)滩涂蓝碳的储量同植被类型关系密切,研究区域芦苇作为优势种类,在提高本区域固碳能力中作用最大.(5)在预设的退塘还湿情景下,预测至2030年研究区固碳量和蓝碳价值增加明显.

上海发展蓝碳工作展望

介绍了蓝碳概念及其固碳机制,重点阐述了河口滨海湿地是固碳效率最高的生态系统。结合上海市地域特征、自然条件及相关工作基础上,分析了上海发展蓝碳具备的优势,提出建立地域特色蓝碳标准体系、提升滨海湿地生态服务功能、陆海统筹增汇等措施建议和实现海洋“负排放”的展望。

辽河口“退塘还湿”修复区生态系统CO_(2)交换及其环境调控

滨海湿地因其碳汇功能强大,在减缓全球气候变化中发挥着重要作用,“退塘还湿”作为近几年我国滨海湿地生态修复开展的主要形式之一,对其碳源/汇功能的研究较为匮乏.基于涡度相关技术,观测了2021年辽河口“退塘还湿”修复区CO_(2)通量,研究了修复区内盐沼湿地生态系统CO_(2)交换特征及其环境调控.结果表明,修复区净生态系统CO_(2)交换(NEE)平均日变化曲线在春季和秋季呈“U”型,在夏季呈“V”型,在冬季呈“一”型,其春、夏、秋和冬季的效率(以C计)分别为-40.06、-63.62、2.33和34.43 g·m^(-2).修复区NEE日累积年内变化整体呈“V”型,NEE、生态系统呼吸(Reco)和总的初级生产力(GPP)月累积差异明显.2021年修复区内光合有效辐射(PAR)是白天NEE的重要调控因子,二者呈直角双曲线关系,PAR可以解释白天NEE变化的53%;空气温度(T_(a))是夜晚生态系统呼吸(R_(eco,night))的主控因子,二者呈指数关系,T_(a)<5.5℃时生态系统呼吸的温度敏感性(Q_(10))为2.19,T_(a)可以解释R_(eco,night)变化的42%,T_(a)≥5.5℃时Q_(10)为1.81,T_(a)可以解释R_(eco,night)变化的51%.另外,2021年生长季辽河口湿地修复区NEE与土壤含水量(SWC)和饱和水汽压差(VPD)均呈显著的线性负相关,而NEE与土壤温度(Ts)和相对湿度(RH)无显著相关.2021年辽河口“退塘还湿”修复区盐沼湿地表现为碳汇,总净固碳量(以C计)为-66.89 g·m^(-2),其具有长期的碳增汇潜力.

海岸带蓝碳增汇:理念、技术与未来建议

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估也不够完善。文章提出了海岸带生态系统蓝碳增汇理念,重点围绕土壤碳减排技术、植物固碳增汇技术、土壤微生物固碳技术、碳沉积埋藏技术这4个关键技术,探索海岸带蓝碳增汇技术体系与途径。建议未来应从研发海岸带蓝碳增汇技术、实现生态保护修复与固碳增汇协同增效、加强固碳增汇技术的监测与评估、建立海岸带蓝碳碳汇发展的长效管理机制等方面,加快前瞻布局和系统研究,为制定海岸带蓝碳增汇途径和提升碳汇功能提供理论和技术支持,在增加生态碳汇能力和实现碳达峰碳中和目标中发挥积极作用。

海岸带蓝碳生态系统碳库规模与投融资机制

气候变化已成为当前各国面临的严峻挑战之一,通过“碳减排”和“碳增汇”实现碳中和是我国应对气候变化的关键途径。红树林、盐沼和海草床等海岸带蓝碳生态系统具有巨大的、长期可持续的碳汇功能,因而,保护和修复海岸带生态系统是具有可操作性的生态增汇途径之一。本文探究了中国红树林、盐沼和海草床等典型海岸带蓝碳生态系统碳库规模及其经济价值,并对浙江省霓屿红树林湿地和上海市鹦鹉洲盐沼湿地两个海岸带滨海湿地恢复区的碳汇能力开展调查和评估。结果表明,通过海岸带生态修复扩增蓝碳是实现碳中和的有效途径。研究结果可为面向碳中和的海岸带生态系统恢复及蓝碳交易体系的建立提供理论基础和数据支撑。

海岸带蓝碳时空演变及其服务价值评估——以胶州湾为例

海岸带蓝碳是介于海洋蓝碳和陆地绿碳之间的一种碳库,拥有巨大的碳汇潜能,对其固碳能力的研究具有重要的现实意义.本文选取1997年、2007年和2017年3个时间点的胶州湾遥感数据,在ArcGIS中解译获取胶州湾海岸带湿地数据,基于InVEST模型,对胶州湾海岸带蓝碳分布的时空格局演变及其服务价值进行评估.研究结果显示:①从时间上来看:1997-2007年和2007-2017年蓝碳总量分别是3.49亿t和2.32亿t,呈减少趋势.②从空间上来看:1997-2007年间蓝碳最大值主要分布在潮下带区域和河套、上马、棘洪滩、九龙街道的芦苇、碱蓬、大米草和养殖池区域,2007-2017年间主要分布在九龙、流亭、棘洪滩、上马街道的养殖池和芦苇区域.③1997-2017年20年间胶州湾蓝碳总价值为8522.13亿元,海岸带拥有巨大的碳汇潜能,保护海岸带生态系统刻不容缓.本文结果可为海岸带生态系统服务价值评估提供有益参考.