黄渤海及其海岸带碳循环过程与调控机制

本书是对近年来在黄渤海及其海岸带碳循环过程与调控机制方面合作研究工作的总结，重点介绍黄渤海与黄河三角洲碳源汇关键过程和滨海湿地、河口及海域碳循环关联研究的新成果。内容包括土地利用方式和土壤改良对黄河三角洲土壤有机碳、无机碳储量的影响，黄河三角洲盐沼湿地土壤呼吸、CO2扩散及其生态系统CO2和CH4交换的动态变化，黄渤海表层沉积物碳埋藏的空间分布及来源，黄渤海水体颗粒态有机碳、无机碳时空演变规律及其区域驱动机制，黄渤海海-气CO2交换的时空演变特征及调控机制等。这些研究成果对认识人类活动和气候变化影响下近岸海域及海岸带有机与无机碳循环过程与碳汇调控利用具有重要的学术价值和实践指导意义。本书可作为海洋科学、生态学、自然地理、环境科学等领域的科研工作者、管理者、教学人员等的参考资料，也可为寻求近岸海域及海岸带的碳增汇途径与规划管理的和地方有关部门提供参考。

第1章 黄渤海及其海岸带概述 001
1.1 黄渤海地形地貌特征 002
1.1.1 渤海 002
1.1.2 黄海 004
1.2 海洋水文要素 005
1.2.1 海表温度 005
1.2.2 海表盐度 007
1.2.3 风场特征 008
1.2.4 潮汐与余流 008
1.2.5 海浪 013
1.3 黄渤海海岸带特征及自然灾害 015
1.3.1 海岸带特征 015
1.3.2 海岸带自然灾害 017
1.4 黄河三角洲环境特征 019
参考文献 021
第2章 黄河三角洲土地利用方式对土壤有机碳和碳酸盐的影响 025
2.1 黄河三角洲不同土地利用方式下土壤的基本理化特性 026
2.2 不同土地利用方式下土壤有机碳和无机碳 027
2.2.1 土壤有机碳和无机碳的空间分布特点 027
2.2.2 土壤有机碳和无机碳的垂直分布 029
2.2.3 土壤有机碳和无机碳的关系 031
2.2.4 不同土地利用方式下pH和盐分对有机碳和无机碳的影响 032
2.3 小麦-玉米轮作下土壤碳同位素及次生碳酸盐 033
2.3.1 有机碳和无机碳稳定碳同位素空间分布 033
2.3.2 土壤次生碳酸盐的空间分布 035
2.3.3 次生碳酸盐与有机碳的关系 037
参考文献 039
第3章 黄河三角洲盐碱水稻土改良对土壤碳的影响 043
3.1 有机肥与无机肥配施对土壤pH和盐分的影响 044
3.2 有机肥与无机肥配施对水稻生长及产量的影响 046
3.2.1 水稻的净光合效率 046
3.2.2 水稻产量及肥料农学利用效率 046
3.3 有机肥与无机肥配施对土壤养分的影响 047
3.3.1 土壤养分的垂直变化 047
3.3.2 土壤养分的生态化学计量特征 049
3.3.3 有机肥与无机肥配施对土壤磷饱和度的影响 050
3.4 有机肥与无机肥配施对土壤碳的影响 050
3.4.1 土壤有机碳与无机碳储量的垂直变化 050
3.4.2 有机肥和磷肥对土壤碳储量的影响 051
3.4.3 土壤有机碳、无机碳与土壤理化性质的关系 052
3.4.4 盐碱水稻土有机碳与无机碳的关系 053
3.5 本章小结 054
参考文献 054
第4章 黄河三角洲盐沼湿地土壤呼吸的季节变化 057
4.1 数据监测及分析 059
4.1.1 土壤呼吸测定 059
4.1.2 环境因子和生物因子的测定 059
4.1.3 数据分析 060
4.2 黄河三角洲滨海湿地环境因子和生物因子的季节变化 060
4.3 黄河三角洲盐沼湿地土壤呼吸动态变化 061
4.3.1 黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的日动态 061
4.3.2 黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的季节动态 063
4.4 环境因子和生物因子对黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的影响 067
4.4.1 全年尺度上土壤温度对土壤呼吸的影响 067
4.4.2 生长季尺度上土壤体积含水量和叶面积指数对土壤呼吸的协同影响 067
4.5 黄河三角洲滨海湿地土壤呼吸的影响机制 068
参考文献 069
第5章 黄河三角洲盐碱地土壤CO2浓度及地表CO2交换通量的动态变化 073
5.1 试验方法与数据分析 074
5.1.1 土壤CO2浓度的测定 074
5.1.2 地表CO2交换通量的测定 074
5.1.3 数据收集和分析 075
5.2 土壤CO2浓度及通量的动态变化 075
5.2.1 土壤温度的季节变化 075
5.2.2 土壤CO2浓度的日变化和季节变化 076
5.2.3 降雨对土壤CO2浓度及地表CO2交换通量的影响 078
5.2.4 地表CO2交换通量与浓度梯度和土壤温度的关系 080
5.3 土壤CO2浓度的影响因素及地表CO2交换通量的模拟 080
5.3.1 环境因素对土壤CO2浓度的影响 080
5.3.2 环境因素对土壤呼吸的影响 081
5.3.3 地表CO2交换通量模型的应用 082
参考文献 083
第6章 黄河三角洲盐沼湿地生态系统CO2和CH4交换 087
6.1 潮汐湿地观测场 089
6.1.1 涡度、微气象观测系统 089
6.1.2 潮汐水文监测平台 089
6.2 黄河三角洲盐沼湿地CO2和CH4动态变化规律 090
6.2.1 黄河三角洲环境因子动态变化 090
6.2.2 黄河三角洲盐沼湿地生长季NEE排放动态变化 092
6.2.3 黄河三角洲盐沼湿地生长季CH4排放动态 094
6.3 潮汐作用下干湿交替对盐沼湿地生态系统净交换的影响 095
6.3.1 潮汐过程对生态系统净交换的影响 095
6.3.2 潮汐作用下干湿交替对NEE日动态的影响 097
6.3.3 干旱和湿润条件下NEE对PAR的响应 098
6.3.4 干旱和湿润条件下夜间生态系统呼吸对温度的响应 099
6.3.5 潮汐作用对盐沼湿地生态系统净交换的影响机制 100
6.4 潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地CH4排放的影响 102
6.4.1 潮汐作用对CH4通量排放日动态影响 102
6.4.2 CH4排放通量对不同潮汐阶段的响应 104
6.4.3 潮汐作用对CH4排放的影响机制 104
参考文献 106
第7章 黄渤海水体颗粒碳2003～2016年时空演变规律 113
7.1 颗粒有机碳(POC)季节性空间分布规律 115
7.1.1 POC空间分布 115
7.1.2 POC季节变化 117
7.2 颗粒无机碳(PIC)季节性空间分布规律 118
7.2.1 PIC空间分布 118
7.2.2 PIC季节分布 119
7.3 颗粒无机碳与颗粒有机碳的比值 120
7.4 颗粒碳年际变化规律 121
7.5 本章小结 122
参考文献 123
第8章 黄渤海沉积有机碳的源汇格局 127
8.1 黄渤海研究区域概况 128
8.2 黄渤海沉积有机碳的来源与分布 130
8.2.1 黄渤海沉积物中总有机碳的来源与分布 130
8.2.2 黄渤海沉积物中水质素及其相关参数的组成和分布 133
8.3 黄渤海沉积有机碳的保存 140
8.3.1 黄渤海沉积有机碳的保存特点与降解状态 140
8.3.2 黄渤海沉积有机碳的再矿化作用 142
8.4 黄渤海沉积有机碳的埋藏通量 144
8.5 本章小结 147
参考文献 147
第9章 渤海海-气CO2和CH4交换通量及环境效应 157
9.1 渤海表层海水pCO2及海-气CO2交换通量的分布变化 158
9.1.1 渤海表层海水pCO2的分布变化 158
9.1.2 渤海海-气CO2交换通量评估 159
9.2 渤海季节性缺氧及酸化 161
9.2.1 渤海低氧区分布 161
9.2.2 渤海低氧控制机制 162
9.2.3 渤海季节性酸化 164
9.3 渤海海-气CH4交换通量及其驱动机制 164
9.3.1 渤海溶解CH4分布及主要控制因素分析 165
9.3.2 渤海海-气CH4交换通量评估 167
参考文献 168
第10章 黄海海-气CO2交换通量时空演变及调控机制 171
10.1 黄海表层海水pCO2和海-气CO2交换通量的空间分布及季节变化 172
10.1.1 表层海水pCO2的空间分布 172
10.1.2 表层海水pCO2的季节变化 173
10.1.3 表层海水pCO2时空变化的影响因素 173
10.1.4 黄海海-气CO2交换通量评估 174
10.2 表层海水pCO2的月季变化及其调控因素分析——以圆岛站为例 175
10.2.1 圆岛站水文化学等参数月季变化 176
10.2.2 圆岛站海水碳酸盐体系参数月季变化 177
10.2.3 圆岛海域表层海水pCO2的影响调控因素 178
10.2.4 圆岛海域海-气界面CO2交换通量 179
10.3 黄海季节性低碳酸钙饱和度的调控机制及其对海-气CO2交换通量的影响 181
10.3.1 黄海夏季水文化学参数的分布 181
10.3.2 黄海夏季海水Ωarag的影响因素 184
10.3.3 21世纪末黄海Ωarag的评估 184
参考文献 185
第11章 黄渤海及其海岸带碳循环综述 189
11.1 黄渤海水体颗粒碳时空演变 190
11.2 黄渤海沉积物碳埋藏 191
11.2.1 近海沉积物碳储量 191
11.2.2 黄河口沉积物碳储量 192
11.3 海-气CO2交换通量 192
11.4 黄河三角洲碳循环过程 193
11.4.1 滨海盐沼湿地碳循环 193
11.4.2 滨海盐碱土碳储量 195
11.5 结论与展望 196
参考文献 196