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NCCOS新研究:填补盐沼温室气体排放的理解空白

 

 

来源: 美国国家海岸带海洋科学中心                                       发布时间:2021年8月7日

 

       美国国家海岸带海洋科学中心(NCCOS)一项新的研究数据,有助于填补扰动事件(如侵蚀)后沿海湿地沉积物碳归宿的理解空白。

       与大气中二氧化碳的增长速度相比,地球上活的植被生物量和保存的有机物中储存的有机碳是巨大的。在植被生态系统中,包括盐沼在内的沿海湿地因其"蓝碳"沉积物而受到关注,与相对表面积相比,这些沉积物含有着不成比例的大量碳储量。由盐沼形成的有机物(Organic matter,OM)可以在数米深的沉积物中存在数千年,并受到保护,不受光氧化和好氧微生物分解的影响。这种湿地沉积物中的"蓝色碳"是大气中二氧化碳的汇,如果沿海生境消失,它也是温室气体(Greenhouse gases,GHGs)的潜在来源。

       描述盐沼碳释放和再分配矢量的概念图。向量1-2说明了从完整沼泽释放沉积物碳的过程。矢量3-6显示了将沉积物移动
到可能发生分解的位置的物理过程。图表由Quin Walker绘制。图片:NCCOS

        海岸生境在全球碳循环中的作用存在一个空白领域,那就是了解湿地沉积物碳在侵蚀等干扰事件后的命运。干扰事件会将有机物释放到更容易发生分解的氧化环境中。量化这种埋藏有机质分解速率的范围和温度敏感性,填补了推进蓝色碳科学的主要知识空白。

       该研究探究了盐沼地下有机碳在侵蚀事件后重新矿化为CO2或CH4的比例。通过在两个不同温度下氧化室中培养两个深度的沉积物有机物质,并直接测量CO2和CH4的产生量,模拟了氧化条件下的盐沼侵蚀。这些结果被用来估算每年通过美国海岸线侵蚀释放的地下碳量。

       研究结果表明,温度对盐沼沉积物有机质分解的调节作用大于有机质含量和碳氮比;两个沉积物处理深度中,温度较高的比温度较低的处理组分解速度快。其他因素,如含水量、、厌氧/好氧分带和植物-微生物相互作用也是决定湿地有机质分解的重要因素。

       盐沼有机质分解的温度敏感性对景观或区域气候模型结果的扩展有影响。温度将对二氧化碳引起的变暖产生正反馈,因为侵蚀前作为碳库的深层沉积物在扰动后经历更高的温度时,会成为越来越多的温室气体排放源。

       为了估算整个美国沿海地区的分解率,需要对研究结果进行推断。由于不同区域的温度模式,推断分解速率并不是盐沼海岸线的精确线性函数。例如,北卡罗莱纳、南卡罗莱纳和佛罗里达的墨西哥湾海岸每年的侵蚀量比马里兰少,但由于它们的沿海水域更温暖,这些地区通过分解产生的总碳排放量都更高。路易斯安那州的沼泽岸线最长,每年侵蚀的碳量几乎是拥有第二长沼泽海岸线的维吉尼亚州的7倍,但路易斯安那州较暖的气温造成的碳排放量几乎是后者的10倍。

       由于地下有机碳转化为温室气体的实验数据较少,本研究为提炼盐沼沉积物碳在扰动后分解的潜在排放范围提供了经验性数据。这些数据将为估算全球变暖对沼泽碳循环的影响提供背景。

 

 

 

原文链接:Research Fills Gap in Understanding Greenhouse Gas Emissions from Salt Marshes

编译:刘群群