河北省濱海鹽沼生態系統碳儲量分析研究

中圖分類號：X145;P74 文獻標志碼：A 文章編號：105-9857（2025）01-0156-09

AnalysisofCarbonStorageinCoastalSaltMarsh EcosysteminHebeiProvince

LYU Hongjuan，FAN Qianying，ZHANGSongyue

（HebeiProvinceBureauofGeologyandMineralResourcesSeventhGeologicalBrigade （HebeiProvinceBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopmentXionganGeological SurveyMonitoringCenter），Langfang）

Abstract：Coastalsaltmarshesarelocatedinthetransitionareabetwenseaandland，afected byperiodicorintermitentoceantidesandcoveredwithherbousorlowshrubs.Theyareanimportantpartofcoastalwetlandsandanimportantcarbonsinkarea，makinganimportantcontributiontotheglobalcarbonsink.ThestudyareaincludesthecoastalwetlandsofQinhuangdao， TangshanandCangzhouinHebeiProvince.Thedistributioncharacteristicsofcoastalsaltmarsh inHebeiProvinceweredeterminedbyremotesensingidentificationandon-siteverification，and thecharacteristicsofsaltmarshplantcommunitieswerestudiedandanalyzed.Thevegetation typeswerespartinaalterniflora，redandsaltmarsh，andthetotaldistributionareawas44.9 hm² .Inthisstudy，79stationswerecolected，158biologicalsamplesand474sedimentsamples werecolected.Theabovegroundbiomas，undergroundbiomas，organiccarbonandsediment carbonreservesandtheirinfluencingfactorsofcoastalsaltmarshinHebeiProvincewereanalyzed.Basedonthecalculationresultsofvegetationcarbonbankandsedimentcarbonbankatal monitoringstationsofdiferentsaltmarshvegetationtypes，theaveragevegetationcarbondensityinSpartinaalternifloradistributionareawas 3.80MgC/hm² ，thatinsaltlandbordusdistributionareawas 0.96MgC/hm² ，andthatinreddistributionareawas 2.99MgC/hm² .Acordingtotheregionalcalculation，thetotalcarbonstorageofsaltmarshecosysteminHebeiProvinceis 2.11±0.17 ）thousandt.TheresearchresultsrevealtheorganiccarboncontentandcarbonstoragecharacteristicsofsaltmarshesincoastalzoneofHebeiProvince，whichcanprovide basicdatafortheasesmentofcarbonsinkcapacityofsaltmarshesandrestorationofdegraded saltmarshwetlandsinHebeiProvinceinthefuture.

Keywords：Coastalsaltmarsh，Ecosystemdistribution，Carbondensity，Carbonstorage

0 引言

聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergov-ernmentalPanelonClimateChange，IPCC）第五次報告指出，自工業化以來，大氣中二氧化碳濃度已增加了 40% 。為應對氣候變化，需要在減少溫室氣體排放方面采取針對性舉措[1-2]，一方面要加大綠色能源的開發力度以減少傳統化石燃料的使用;另一方面要將大氣中的二氧化碳以各種方式固定下來，使其轉變為“綠碳”和“藍碳”[3]。狹義上，“海岸帶藍碳”特指那些固定在紅樹林、鹽沼和海草床等濱海生態系統中的碳。鹽沼濕地作為“濱海藍碳”生態系統之一，主要指海岸沿線受海洋潮汐周期性或間歇性影響的被鹽沼植物覆蓋的咸水或淡咸水淤泥質灘涂，是地球上的高生產力生態系統之 。鹽沼濕地具有很高的固碳能力，能夠捕獲和儲 存 大 量 的 碳，比 陸 地 森 林 生 態 系 統 高 約40倍[7-10]。據估計，鹽沼濕地約占我國海岸帶藍碳生態系統的年碳埋藏量的 80% ，遠高于紅樹林和海草床，是我國藍碳碳匯的主要貢獻者[11-13]。鹽沼具有較高的初級生產力、較快的堆積速率和相對低的分解速率，使其碳匯作用更加明顯，成為平衡大氣二氧化碳急劇上升的“緩沖器”[14-18]。濱海鹽沼碳庫是鹽沼濕地生態系統藍色碳匯的重要組成部分，能夠捕獲和埋藏大量有機碳，是實現碳存儲的基本載體[19-20]。厘清濱海鹽沼濕地有機碳庫的空間特征對于準確評估海岸帶藍色碳匯能力和潛力具有重要意義[21]。本文以河北省濱海鹽沼濕地為研究對象，利用大范圍實地調查數據，從較大空間尺度上系統研究濱海鹽沼的植物生物量、有機碳、碳密度和碳儲量[22-25]，旨在揭示不同植被群落沉積物有機碳分布特征，為河北省鹽沼濕地碳排放和碳匯功能評估提供數據支持，對河北省濕地生態系統的保護和利用具有重要的理論意義和實踐價值[26]。為準確判斷河北省鹽沼濕地海洋碳匯能力和潛力，指導濱海鹽沼生態系統碳匯資源保護提供科學支撐。

1 材料方法

1.1 研究區概況

河北省位于 36^°05^′N-42^°40^′N，113^°27^′E- 119^°50^′E ，屬溫帶大陸性季風氣候，大部分地區四季分明，202 年年均降水量 484.5mm ，月平均氣溫在3^°C 以下，7月平均氣溫 18^°C～27^°C 。本研究選擇河北省秦皇島、唐山和滄州黃驊市近海岸為研究區，秦皇島市位于冀東北部，唐山市地處渤海灣中心地帶，位于河北省東部，滄州黃驊市位于海河平原黑龍港流域最東端。秦皇島市鹽沼類型主要以蘆葦為主，唐山市鹽沼植被類型主要以互花米草、蘆葦為主，滄州市鹽沼植被類型主要以互花米草為主，零星分布堿蓬。

1.2 站位與樣方布設

根據2021年河北省濱海鹽沼調查資料，布設北戴河濕地、灤河口濕地、灤南-南堡經濟開發區濱海濕地、黃驊濱海濕地、七里海濕地和洋河口，共計79個調查站位，根據斑塊分布情況，分為6個區域。在調查區有多種鹽沼植被或地形地貌差異明顯時，需按照異質性情況將調查區劃分為若干調查分區。本次調查根據濱海鹽沼植被區域和類型將調查區劃分為若干調查小區，調查站位情況見表1。

表1 濱海鹽沼碳儲量調查站位情況

Table1 Carbonstoragesurveystationsincoastalsaltmarshes 個

1.3 樣品采集與分析

年 月開始，濱海鹽沼生態系統碳儲量調查包括鹽沼植被碳儲量調查和沉積物碳儲量調查。其中，植被碳儲量包括地上植物碳儲量和地下植物碳儲量，地上植物碳儲量主要指地上活體植被中儲存的有機碳總量，地下植物碳儲量主要指植物根系中儲存的有機碳。地上生物量采樣為群落特征調查完成后，將樣方內所有地上植物齊地面割下，裝入已編號的塑料袋中。帶回室內除雜， 80^°C 烘干至恒重稱干重。地下生物量為沉積物柱狀樣冷凍切割烘干，挑出較大的植物根系。將土樣進一步輕壓研磨，過10 目篩，挑出細小根系;所有根系于 80^°C 烘干至恒重后稱重。植物有機碳為剪取烘干后的植物段、地下根系，粉碎過10 目標準篩;稱取已過篩的植物樣品，進行地上植被和地下根系有機碳測定。根據《海岸帶生態系統現狀調查與評估技術導則第4部分：鹽沼 ??（T/CAOE20.4-2020） ），沉積物碳儲量為割取地上植物后，在每個樣方中間位置用底泥采樣器采集 100cm 深度柱狀樣品，分別采集0～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40cm，40～ 50cm 以及 50～100cm ，共6個層位的樣品，所有沉積物和植物樣品均被帶回實驗室保存，對柱狀沉積物及時地剖分和分層取樣。對于沉積物厚度小于100cm 的，可按照實際深度采樣;沉積物粒度的測定按照《海洋調查規范 第8部分：海洋地質地球物理調查》（GB/T12763.8—207）中“6.3沉積物粒度分析”規定執行;沉積物有機碳的測定按照《海洋監測規范 第 5 部分：沉積物分析》（GB17378.5—207）中“18有機碳”規定執行。野外采樣及航拍圖如圖1所示。

1.4 數據處理

鹽沼植物碳儲量包括地上碳儲量和地下根系碳儲量兩部分，鹽植物碳儲量按照公式（1）計算：

VC_stock=VC_a+VC_b

式中： ΔVC_stock 為調查區鹽沼植物碳儲量; VC_a 為鹽沼植物地上碳儲量; VC_b 為鹽沼植物地下碳儲量。

鹽沼沉積物碳儲量按照以下公式計算：

式中： SC_stock 為調查區鹽沼沉積物碳儲量，單位為MgC ; SC_org i 為各調查分區 100cm 或實際采樣深度鹽沼沉積物有機碳含量，單位為 g/m² ; SC_j 為調查分區第 j 層沉積物有機碳平均含量，單位為 % ;BD_j 為調查分區第j層沉積物容重，單位為 g/cm³ ;D_j 為第 j 層沉積物厚度，單位為 cm 。

調查區鹽沼生態系統總碳儲量按照公式計算：

C_stock=VC_stock+SC_stock

式中： C_stock 為調查區鹽沼生態系統碳儲量，單位為MgC;VC_stock 為調查區鹽沼植被碳儲量，單位為MgC ; SC_stock 為調查區鹽沼沉積物碳儲量，單位為MgC 。

圖1 黃驊濱海濕地外業航拍和外業拍攝

Fig.1 HuanghuaCoastalWetlandfieldaerialandfieldshoting

2 結果

2.1 鹽沼植被現狀分布

202 年調查結果顯示，河北省濱海鹽沼植被分布面積 444.99hm² 。主要分布在大型河口及濱海濕地，重點分布區主要有北戴河濕地、灤河口濕地、七里海濕地、灤南-南堡經濟開發區濱海濕地和黃驊濱海濕地，經核查洋河口濕地有小面積的濱海鹽沼植被。濱海鹽沼濕地植被以草本鹽生植物為主，主要包括互花米草、蘆葦和堿蓬3種類型。根據衛星遙感解譯和現場核查結果，互花米草分布最廣，總面積約 235.88hm² ，主要分布在滄州和唐山近 岸 鹽 沼 地 區，占 河 北 省 鹽 沼 總 面 積 的53.01% 。蘆葦總面積約 190.34hm² ，主要分布在唐山和秦皇島近岸鹽沼地區，占河北省鹽沼總面積的 42.77% 。堿蓬總面積約 18.66hm² ，主要分布在秦皇島和滄州近岸鹽沼地區，占河北省鹽沼總面積的 4.19% 。檉柳總面積約 0.11hm² ，占河北省鹽沼總面積的 0.02% 。滄州市鹽沼植被分布區塊共計 塊，植被類型主要以互花米草為主，零星分布堿蓬，面積共 163.65hm² ;唐山市鹽沼植被分布區塊共計12 塊，植被類型主要以互花米草、蘆葦為主，面積共 195.78hm² ;秦皇島市鹽沼植被分布斑塊共計12塊，植被類型主要以蘆葦為主，面積共 85.58hm² 。

同時結合光譜信息和空間特征對影像進行歸一化植被指數（Normalized Diference VegetationIndex，NDVI）計算，根據計算出的 NDVI值，進行植被密度分割分類，最后形成蓋度分區，植被覆蓋度（VeetationFractionalCoverae，VFC）是指陽光照射植被時垂直投影面積占總土地面積的比值，是衡量植被覆蓋度和生態環境質量的重要指標，在調節氣候變化、控制水熱平衡、涵養水源和保護水土等方面起決定性作用。

植被指數的計算主要是利用 NDVI的方法生成顯示植被量（相對生物量）的影像。該指數對多光譜柵格數據集中兩個波段的特征進行對比，即紅光波段中葉綠素的色素吸收率和近紅外（ ）波段中植物體的高反射率。 的計算公式為：

NDVI=（NIR-Red）/（NIR+Red） ） （5）式中：NIR 為紅外波段的像素值;Red為紅光波段的像素值通過對各個分區蓋度進行確定，有助于更直觀地觀測河北省鹽沼植被的碳儲量分布情況，更清晰地了解各類植被在各個區域的分布狀況。以秦皇島北戴河濕地鹽沼植被蓋度分區圖為例（圖2），各區域植被調查情況如表2所示。

圖2 秦皇島北戴河濕地鹽沼植被蓋度分區（QYZ-秦皇島鹽沼）

Fig.2 VegetationcoverageareaofBeidaihewetlandsaltmarshinQinhuangdao（QYZ-Qinhuangdaosaltma

表2 各區域植被調查情況

2.2 濱海鹽沼植物生物量和有機碳含量

河北省濱海鹽沼生態系統地上植被生物量范圍為 （65.92±1151.04）g/m² 之間，地下生物量分布范圍為 （39.20±625.44）g/m² 。地上植被有機碳范圍在 （18.578±62.235）% ;地下植被有機碳范圍在（16.369±39.686）% 之間;地上植被碳密度范圍在（0.21±8.21）MgC/hm² 之間;地下植被碳密度范圍在 （0.10±3.35）MgC/hm² 之間（表3）。

表3 河北省濱海鹽沼植物生物量和有機碳

Table3 PlantbiomasandorganiccarbonincoastalsaltmarshesofHebeiProvinc

植被生物量主要受土壤環境的影響，不同植被類型生物量存在較大差異。蘆葦、互花米草均為禾本科植物，在生態位和生長特征方面非常相似，而鹽地堿蓬屬于藜科堿蓬屬植物，生物量遠低于蘆葦和互花米草。不同植被類型平均生物量由高到低排列，整體表現為：互花米草、蘆葦、鹽地堿蓬。其中 NPLN 為南堡-灤南濱海濕地簡稱、HH 為黃驊濱海濕地簡稱、QLH 為七里海濕地簡稱、LHK 為灤河口濕地簡稱、 為北戴河濕地簡稱、為洋河口濕地簡稱（圖3 ）。

圖3 各分區植被生物量對比

河北省濱海鹽沼生態系統地上植被有機碳含量范圍為 （18.578±62.235）% ，地下植被有機碳含量范圍為 （16.369±39.686）% 。各分區植物有機碳對比如圖4所示。

圖5 各區域沉積物碳密度與植被碳密度相關性分析 Fig.5 Corelationanalysisbetwensedimentcarbon densit andveetationcarbondensitineachreion

圖6 各區域沉積物有機碳含量與容重相關性分析Fig.6 Corelationanalsisofsedimentoraniccarboncontentandbulkdensityineachregion

2.3 沉積物碳儲量影響因子分析

通過沉積物有機碳含量與容重的相關性分析可以看出（圖6），在此次調查中，沉積物有機碳含量與容重沒有表現出明顯的相關性。容重與沉積物類型緊密相關，而徑流攜帶的陸地碳源和鹽沼生物死亡后的碎屑沉積和埋藏很大程度上受粒度控制。

通過沉積物碳密度與地上植被和地下植被碳密度的相關性分析可以看出，沉積物碳密度與二者均未表現出明顯的相關性，說明各區域沉積物有機碳的來源除濕地植物外，還受外源輸入的影響（圖5）。

2.4 沉積物碳密度及碳儲量評估

典型濱海鹽沼生態系統沉積物容重范圍在（0.80±1.65）g/cm³ 之間;沉積物有機碳在 （0.030± 5.078）% 之間。河北省典型鹽沼生態系統沉積物碳密度范圍在 （3.67±123.20）MgC/hm² 之間。綜合不同鹽沼植被類型所有監測站位的植被碳庫及沉積物碳庫計算結果，互花米草分布區平均植被碳密度為 3.80MgC/hm² ，平 均 沉 積 物 碳 密 度 為73.21MgC/hm² ，平均總碳密度為 77.01MgC/hm² ;鹽地堿蓬分布區平均植被碳密度為 0.96MgC/hm² ，平均沉積物碳密度為 29.66MgC/hm² ，平均總碳密度為 30.62MgC/hm² ;蘆葦分布區平均植被碳密度為2.99MgC/hm² ，平均沉積物碳密度為 9.59MgC/hm² ，平均總碳密度為 12.58MgC/hm² （表4）。

表4 河北省濱海鹽沼植被碳密度和碳儲量

Table4 Carbondensityandcarbonstorageofcoastalsalt marshvegetationinHebeiProvince

河北省互花米草分布區碳儲量為 萬 ;鹽地堿蓬分布區碳儲量為0.057萬 t ;蘆葦分布區總碳儲量為 萬 。綜上所述，河北省鹽沼生態系統總碳儲量為 （2.11±0.17） ）萬t。河北省典型鹽沼生態系統沉積物碳密度范圍在 （3.67±123.20）MgC/hm² 之間，平均值為 46.29MgC/hm² 。

3 結論與討論

3.1 討論

河北省濱海鹽沼生態系統總碳儲量為 （2.11± ）萬 ，互花米草分布區碳儲量為 萬 Ω_t ，鹽地堿蓬分布區碳儲量為0.057萬t，蘆葦分布區總碳儲量為0.24萬t，其中3類植被的總碳儲量占比由高到低排列為：互花米草 （85.9% ）、蘆葦 （11.3% ）、堿蓬 （2.8% ），沉積物碳儲量占比由高到低排列為：互花米草 （87.9%） ）、蘆葦 （9.3% ）、堿蓬 （2.8% ），可見互花米草占濱海鹽沼碳儲量比例最大，互花米草鹽沼地下生物量碳儲量顯著高于地上生物量碳儲量，且沉積物碳儲量顯著高于鹽沼植物碳儲量。互花米草鹽沼具有很強的固碳增匯能力，但是互花米草是我國濱海濕地最主要的入侵物種，目前世界各國均高度重視互花米草入侵帶來的多重負面作用，對其治理會較大程度影響河北省濱海鹽沼的碳匯能力。

研究濱海鹽沼碳儲量過程中鹽沼植被的種類、沉積物深度以及植被分布面積的準確性等都會影響碳儲量估算的結果，因此，在進行區域碳儲量估算時，應充分考慮不確定性，增加不確定性評估。

針對海洋生態修復對藍碳碳儲量影響較大，同時為保障海岸帶藍碳順利進入碳交易市場，建議定期開展藍碳碳匯監測工作以及制定海岸帶藍碳資源管理相關法規、政策和方法體系，掌握我國藍碳生態系統碳儲量情況及變化趨勢，為我國實現碳中和戰略目標提供數據支撐。

3.2 結論

本研究通過采樣分析研究對河北省濱海鹽沼濕地碳儲量進行評估分析和系統調查，得到以下結論：

（1）河北省濱海鹽沼濕地（秦皇島、唐山、滄州）分布面積為 444.99hm² 。重點分布區主要有北戴河濕地、灤河口濕地、七里海、灤南-南堡經濟開發區濱海濕地和黃驊濱海濕地。其中鹽沼濕地植被以 草 本 鹽 生 植 物 為 主，主 要 包 括 互 花 米 草（ ?235.88hm² ）、蘆 葦 ）和 堿 蓬（ ?18.66hm²） 3 種類型。其中互花米草分布占比52.21% ，蘆葦分布占比 42.59% ，堿蓬分布占比4.17% ，檉柳分布占比 0.02% 。

（2）河北省濱海鹽沼植被類型對沉積物有機碳含量有顯著影響，互花米草、蘆葦和堿蓬植被碳密度均遠小于其沉積物碳密度，平均總碳密度由高到低排 列 為：互 花 米 草 （77.01MgC/hm²） ）、堿 蓬?30.62MgC/hm²? ）、蘆葦 （12.58MgC/hm²） ），沉積物碳密度由高低排列為：互花米草 （73.21MgC/hm²） ）、堿蓬 （29.66MgC/hm²? ）、蘆葦 （9.59MgC/hm²） ），植被碳密度由高到低排列為：互花米草 （3.80MgC/hm²? ）、蘆葦 （2.99MgC/hm² ）、堿蓬 （0.96MgC/hm²） ）。

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