[發明專利]一種測定紅樹林碳匯能力的方法

有效

• 申請號: 201610303347.2
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105987991B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 吳沿友;王宗林;張開艷;姚凱;王瑞;饒森;陸葉;趙麗華;李環;劉叢強
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 吳無懼,劉艷

技術領域：

本發明屬林業技術和生態保護領域，具體涉及一種測算沿海及河口紅樹林碳匯能力的方法。

背景技術：

紅樹林是一種生長在熱帶、亞熱帶海岸或河口區潮間帶的木本植物群落。紅樹林是陸地生態系統向海洋生態系統過渡的最后一道“生態屏障”，無論是對陸地還是對海洋，都具有極其重要的生態功能，被譽為“海上森林”、“地球之腎”和“天然養殖場”。紅樹林濕地不僅為海洋動物提供豐富的餌料和良好的生長發育環境，進而成為近海漁業和水產養殖業賴以發展的重要保障，從而為人類提供藥物、食物、飼料和木材等資源，而且具有凈化污水和修復被重金屬污染的海濱土壤的功能，也可以起到抵抗潮汐和洪水的沖擊，保護岸堤的功效。通俗意義上講，就是不僅為濱海城市的人們提供前期的食物、藥物，還能消納其后期產生的“廢物”，可見其存在意義的重大。另外，對人類過分發展造成的氣候困境，紅樹林濕地還可以發揮重要作用。紅樹林濕地作為最高產的生態系統，通過光合作用吸收大量的CO₂，經植物殘體、凋落物累積、埋藏在濕地土壤里。因其礦化率低，大多數碳素以有機碳形式埋藏近海、河口，促進淤積的進一步加劇。紅樹林濕地不斷固定和持續埋置的“藍碳”，對于全球碳平衡有重要影響，其在應對氣候變化方面的作用重大。所以，其保護和合理利用愈來愈引起人們的高度重視，成為全球普遍關注的熱點。

隨著對海洋"藍碳"研究的日益深入，濱海濕地生態系統的碳匯功能越來越受到重視。然而對濱海濕地紅樹林生態系統碳源匯特征以及碳匯潛力方面的研究則相對薄弱。紅樹林濕地碳匯能力是與植被生物量碳庫以及沉積物有機碳庫緊密相關，無論是植被生物量還是沉積物有機碳庫都是復雜的動態過程。當前研究紅樹林的碳匯能力重點都放在植被生物量的動態變化和凋落物的分解動態單方面研究中，至今還沒有將兩者放在同一個系統綜合考慮來定量植被對土壤有機碳的綜合貢獻的研究。

國內外，穩定碳同位素技術已被廣泛應用于紅樹林濕地沉積物有機質的溯源研究及分析有機質來源和有機碳埋置之間的聯系，定量評估紅樹林來源的有機質 對周邊水域和沉積有機質的支持力度。紅樹林高的生長速度和周期性潮汐作用使其凋落物產生能力較強，這些凋落物進入土壤有些被分解但大多被儲藏，參與構成土壤有機碳(SOC)。利用穩定碳同位素δ¹³C可以計算SOC來源包括來源紅樹的占比f。植物對土壤有機碳的貢獻滿足指數倍增方程(Exponential rise to Max)(f＝1-e^-kt,所述的f為下表層土壤中紅樹源有機碳所占的比例(占比)，t為基于紅樹源有機碳在土壤中的累積時間)，參照紅樹林的林齡，可以獲取紅樹林植物有機碳倍增指數k，測定土壤有機碳的含量，可以計算出目標紅樹林的目標物種的碳匯能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在不破壞植物的前提下，定量測定紅樹林碳匯能力的方法。

為了解決以上技術問題，本發明通過測定目標紅樹林中的目標紅樹物種下覆下表層土壤和植物樣的有機碳穩定碳同位素比值δ¹³C，計算目標紅樹物種下覆下表層土壤有機碳中來源于紅樹植物有機碳所占的比例；依據目標紅樹林的林齡，獲得紅樹林植物有機碳倍增指數，建立指數倍增方程，然后，通過求導，獲得紅樹林有機碳倍增速率模型，再依據目標紅樹物種下覆下表層土壤有機碳的含量，計算出目標紅樹林特定林齡時的碳匯能力。采用的具體技術方案如下：

步驟一，選取目標紅樹林中的目標紅樹物種，采集長勢中等的植株的下覆下表層土壤密封袋擠壓包裝；同時采集與之最近的裸灘地下表層土壤

步驟二，風干上述采集的土樣，并碾細過篩，經鹽酸去除無機碳后，分別測定它們的有機碳穩定碳同位素比值δ¹³C_SOC，記為δ_土和δ_裸；

步驟三，隨機選取5株目標紅樹植物，分別于樹冠頂部(陽生葉)和樹冠下部(陰生葉)采集每株植物的成熟葉片10～15片混合，密封袋擠壓包裝。取出目標紅樹植物的葉片，在65℃下烘干48h，粉碎，分別測定它們的有機碳穩定碳同位素比值δ¹³C，記為δ_紅和δ_標；