華南地區(qū)紅樹(shù)林現(xiàn)狀及碳匯研究進(jìn)展

摘要 隨著國(guó)家對(duì)紅樹(shù)林資源的重視與相關(guān)政策的施行，近年來(lái)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)得到了有效保護(hù)與恢復(fù)。我國(guó)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)主要分布在廣東、廣西、海南、福建等省份，通常分布在有一定程度潮汐浸淹的港灣或河口灣內(nèi)；華南地區(qū)共計(jì)有紅樹(shù)植物20科38種，其中海南省紅樹(shù)林涵蓋了全國(guó)所有紅樹(shù)植物種類(lèi)；紅樹(shù)林作為典型的濱海濕地“藍(lán)碳”，在固碳、儲(chǔ)碳方面發(fā)揮著不可替代的作用，其碳儲(chǔ)量及碳匯能力與植物種類(lèi)、溫度、空氣CO2濃度、海水鹽度和土壤理化性質(zhì)等因素息息相關(guān)。研究紅樹(shù)林在華南地區(qū)的分布及其碳匯功能機(jī)制，以期對(duì)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與合理利用提供更有力的理論支持。

關(guān)鍵詞 紅樹(shù)林；碳匯；碳儲(chǔ)量；碳中和；華南地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) X171；S718.5" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A" 文章編號(hào) 0517-6611（2025）03-0010-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.03.002

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research Progress on Current Situation and Carbon Sink of Mangrove in South China

HAN Meng meng， GAO Yu hui， LUO Xin wu et al

（Guangdong Wenke Green Technology Co.， Ltd.， Shenzhen， Guangdong 518111）

Abstract With the increasing attention of the country to mangrove resources and the implementation of relevant policies， the mangrove wetland ecosystem has been effectively protected and restored in recent years. The mangrove wetland ecosystem in China is mainly distributed in provinces such as Guangdong， Guangxi， Hainan， and Fujian， usually in harbors or estuaries with a certain degree of tidal flooding. There are a total of 20 families and 38 species of mangrove plants in South China， among which the mangrove forests in Hainan Province cover all mangrove plant species in the country. As a typical coastal wetland “blue carbon”， mangroves play an irreplaceable role in carbon sequestration and storage. Their carbon storage and sink capacity are closely related to factors such as plant species， temperature， air CO2 concentration， seawater salinity， and soil physicochemical properties.This review aims to provide stronger theoretical support for the protection and rational utilization of mangrove wetland ecosystems by studying the distribution and carbon sink function mechanism of mangroves in South China.

Key words Mangrove;Carbon sink;Carbon stock;Carbon neutrality;South China

基金項(xiàng)目 深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目“專(zhuān) 2019N038 海綿城市生態(tài)減污技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目（KCXFZ202002011006491）。

作者簡(jiǎn)介 韓夢(mèng)夢(mèng)（1995—），女，湖南常德人，碩士，從事海綿城市與生態(tài)修復(fù)研究。

*通信作者，高級(jí)工程師，碩士，從事海綿城市與生態(tài)修復(fù)研究。

收稿日期 2024-07-18；修回日期 2024-08-06

近年來(lái)，化石燃料燃燒、土地利用變化等人類(lèi)活動(dòng)的干擾使得大氣CO2濃度不斷升高，全球變暖正以前所未有的速度加劇。2021年召開(kāi)的全國(guó)“兩會(huì)”明確提出了我國(guó)將在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，并爭(zhēng)取在2060年前努力實(shí)現(xiàn)“碳中和”，而實(shí)現(xiàn)碳中和的主要途徑包括減少碳排放和增加自然生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力^［1］。2009年，“藍(lán)碳”這一概念被提出，伴隨著人們對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)碳價(jià)值認(rèn)識(shí)的深化，“藍(lán)碳”逐漸受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注^［2］。

濱海濕地作為陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的復(fù)雜自然綜合體，被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)全球變暖的有效“藍(lán)碳”^［3］。濱海濕地“藍(lán)碳”一般是指紅樹(shù)林、海草床和鹽沼濕地固定的碳，其碳埋藏速率是成熟熱帶森林的幾十倍^［4］。其中，紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力最強(qiáng)，我國(guó)紅樹(shù)林的碳儲(chǔ)量和碳埋藏速率分別為（6.3±0.6）Tg和（2.26±0.39）×102 g/（m2·a）^［5］。紅樹(shù)林是分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)潮間帶的耐鹽性潮灘濕地木本植物群落，主要由常綠灌木或喬木構(gòu)成，其作為典型的濱海濕地“藍(lán)碳”，在全球碳平衡中占有舉足輕重的地位^［6］。此外，紅樹(shù)林濕地在凈化環(huán)境、抗風(fēng)消浪、固岸護(hù)堤中扮演重要角色，還是魚(yú)蝦、螃蟹和其他生物的棲息地，提供著重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能^［7］。

我國(guó)的紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)主要分布在廣東、廣西、海南、福建等華南地區(qū)沿海水域^［8］，了解我國(guó)華南地區(qū)的紅樹(shù)林面積及紅樹(shù)植物分布現(xiàn)狀，總結(jié)紅樹(shù)林濕地碳匯功能及其研究方法，明確各種因素對(duì)其碳匯能力的影響，對(duì)我國(guó)華南地區(qū)紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)和保護(hù)具有重要意義，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)提供科學(xué)依據(jù)和決策參考。

1 華南地區(qū)紅樹(shù)林現(xiàn)狀

1.1 華南地區(qū)紅樹(shù)林面積及分布情況

紅樹(shù)林面積通常是指被紅樹(shù)林植物覆蓋的潮灘面積^［9］。根據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)，我國(guó)紅樹(shù)林總面積已達(dá)2.71×104 hm2，主要分布在廣東、廣西、海南、福建等?。▍^(qū)）。

華南地區(qū)各?。▍^(qū)）紅樹(shù)林面積總體上呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。根據(jù)《廣東省紅樹(shù)林資源調(diào)查報(bào)告（2020年）》，1981年廣東紅樹(shù)林面積約為1.8×104 hm2，20世紀(jì)90年代初期約1.5×104 hm2，至2001年下降至1.0×104 hm2^［10］，2023年廣東紅樹(shù)林總面積約為10 651.25 hm2，占全國(guó)紅樹(shù)林總面積39.3%，位居全國(guó)第一（表1）。新中國(guó)成立初期，廣西紅樹(shù)林面積約為1.59×104 hm2，20世紀(jì)90年代初期約7 430.10 hm2，至2010年減少至7 054.30 hm2^［11］，2023年廣西紅樹(shù)林面積約為9 330.34 hm2，僅次于廣東。20世紀(jì)50年代中期，海南紅樹(shù)林總面積約1.25×104 hm2^［12］，2010和2018年分別下降至3 931.00和3 666.00 hm2^［13］，2023年海南紅樹(shù)林面積約為6 533.33 hm2。1965年福建紅樹(shù)林面積約為719.00 hm2^［14］，1979年減少到302.00 hm2，2006年增加到672.12 hm2，而后在2018年達(dá)到1 019.35 hm2^［15］，2023年福建紅樹(shù)林面積約為1 211.96 hm2。

研究表明，紅樹(shù)植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)周期性的潮水浸淹，因此，紅樹(shù)林通常分布在有一定程度潮汐浸淹的港灣或河口灣內(nèi)^［16］。如廣東省的湛江雷州半島、陽(yáng)江程村灣、江門(mén)臺(tái)山鎮(zhèn)海灣和珠海淇澳島^［17］，廣西壯族自治區(qū)的鐵山港、珍珠灣、廉州灣、茅尾海和防城港^［18］，海南省的東寨港、儋州新英灣和文昌清瀾港^［19］，福建省的漳江口、九龍江口、泉州灣、沙埕港等^［15］。

1.2 華南地區(qū)紅樹(shù)林植物種類(lèi)組成

紅樹(shù)林主要由以紅樹(shù)科為主體的常綠喬木或灌木組成，在我國(guó)呈現(xiàn)出由南向北逐漸減少的趨勢(shì)^［20］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的紅樹(shù)植物共計(jì)20科38種，包括真紅樹(shù)植物11科26種和半紅樹(shù)植物10科12種^［21-22］。

我國(guó)華南地區(qū)的真紅樹(shù)植物種類(lèi)及分布情況見(jiàn)表2^［22］。由表2可知，海南省的真紅樹(shù)植物種類(lèi)最為豐富，擁有全國(guó)所有真紅樹(shù)植物種類(lèi)，以紅海欖、白骨壤、海蓮、欖李和無(wú)瓣海桑為主要建群種和優(yōu)勢(shì)種^［21］；廣東省真紅樹(shù)植物共計(jì)8科15種，占全國(guó)真紅樹(shù)植物種類(lèi)的58.00%，其中白骨壤、桐花樹(shù)、秋茄和無(wú)瓣海桑4種紅樹(shù)植物占紅樹(shù)林樹(shù)種總面積的96.72%^［17］。廣西地區(qū)主要分布11種真紅樹(shù)植物，以桐花樹(shù)、白骨壤、秋茄、無(wú)瓣海桑、紅海欖和木欖為優(yōu)勢(shì)種，其中桐花樹(shù)和白骨壤分布面積最大，共占紅樹(shù)林濕地總面積的92.09%^［23］。福建省主要分布11種真紅樹(shù)植物，以秋茄、桐花樹(shù)、白骨壤為主要優(yōu)勢(shì)種^［24］。

2 紅樹(shù)林濕地的碳匯能力及碳儲(chǔ)量

2.1 紅樹(shù)林濕地的碳儲(chǔ)量

紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)具有很高的碳捕獲和碳固存能力，其內(nèi)在原因是紅樹(shù)植物的地下部分長(zhǎng)期處于水淹狀態(tài)，使得紅樹(shù)凋落物在厭氧環(huán)境中分解速率減緩，外在原因是紅樹(shù)植物能夠?qū)⒑Ｑ笾械念w粒態(tài)和溶解態(tài)碳固定并沉積。研究表明，紅樹(shù)林碳捕獲量為195 Tg/（m2·a），碳固存量為168 g/（m2·a）^［25］。

紅樹(shù)林濕地植被碳儲(chǔ)量具有隨緯度降低而升高的特點(diǎn)，已有研究表明，赤道地區(qū)紅樹(shù)林濕地植被碳儲(chǔ)量最高，分布在赤道周?chē)募t樹(shù)林碳儲(chǔ)量約占全球紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量的70%^［26］。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn)，一是這些地區(qū)優(yōu)越的水熱環(huán)境使得紅樹(shù)林植被生產(chǎn)力較高，二是植物地下根系周轉(zhuǎn)較為緩慢導(dǎo)致的高沉積速率和低分解速率，使得紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的固碳能力^［27］。海南省三亞河紅樹(shù)林有林地面積67.14 hm2，植被生物量為2.86×103 t，紅樹(shù)林濕地總碳儲(chǔ)量為2.87×104 t，固碳潛力巨大^［28］。李暢等^［29］利用InVEST模型對(duì)廣西紅樹(shù)林進(jìn)行研究，估算出濕地總碳儲(chǔ)量為6.47×105 t。這些研究進(jìn)一步證實(shí)了紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)以其極高的碳儲(chǔ)量，對(duì)促進(jìn)全球碳循環(huán)有著不可忽視的作用。

2.2 紅樹(shù)林濕地的碳匯能力

濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過(guò)程包括碳輸入、碳輸出和碳儲(chǔ)存，其中，碳輸入主要指光合碳固定、植物碳分配以及植物碳截留，碳輸出主要是指濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部生物代謝活動(dòng)所產(chǎn)生的碳損失^［30］。碳匯即碳積累狀態(tài)，指碳的輸入量大于輸出量，屬于生態(tài)系統(tǒng)中一種不穩(wěn)定的碳平衡狀態(tài)。在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力遠(yuǎn)超沼澤濕地、泥炭地、灘涂濕地等濕地類(lèi)型，其中灘涂濕地的碳匯能力僅為紅樹(shù)林濕地的1/10^［31-32］。作為全球生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)在固碳、儲(chǔ)碳等方面發(fā)揮著極其重要的作用，處于植物生長(zhǎng)季節(jié)的紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)每天可消耗1 000 kg/hm2二氧化碳并釋放730 kg/hm2氧氣^［33-34］。

紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)具有高碳匯能力的原因主要有兩個(gè)方面，一方面是土壤的固碳速率高，我國(guó)紅樹(shù)林濕地土壤的固碳速率高達(dá)444.27 g/（m2·a），約為湖泊濕地平均固碳速率的10倍^［35］。另一方面是植被的生產(chǎn)力高，單位面積紅樹(shù)林固定碳的能力是熱帶雨林的10倍^［9］。研究表明，全球紅樹(shù)林濕地植被平均每年固定在植物體內(nèi)的碳匯為1.60×108 t^［26］。我國(guó)華南地區(qū)的紅樹(shù)林濕地是一個(gè)很強(qiáng)的碳匯，以廣州南沙區(qū)為例，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的植物凈生產(chǎn)力固定的碳為9.20 t/（hm2·a），平均碳匯能力為5.86 t/（hm2·a）^［31］。楊昊翔等^［36］基于高時(shí)空分辨率融合影像估算出我國(guó)廣東省高橋紅樹(shù)林2012年總初級(jí)生產(chǎn)力均值約為1 915.40 g/（m2·a）。植物碳庫(kù)和土壤碳庫(kù)是紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)的2個(gè)主要組成部分，全球紅樹(shù)林地上植物部分和土壤部分每年的固碳量為2.28×107 t，相當(dāng)于熱帶雨林的50倍^［37］。因此，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的高碳儲(chǔ)量、高碳封存速率及其穩(wěn)定的固碳能力對(duì)全球碳循環(huán)至關(guān)重要。

3 紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯影響因素

3.1 植物種類(lèi)

紅樹(shù)林植被的樹(shù)種、樹(shù)齡和形態(tài)是影響其生物量的重要因素，生物量又決定了紅樹(shù)林植被的碳儲(chǔ)量及碳匯能力^［38］。朱可峰等^［39］比較廣州南沙區(qū)的2種人工林發(fā)現(xiàn)，6.0齡無(wú)瓣海桑林的生物量和平均凈生產(chǎn)力均遠(yuǎn)高于同齡的木欖林，但低于6.5齡無(wú)瓣海桑的平均凈生產(chǎn)力^［40］。不同物種具有不同的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)特性，相同物種在不同的地理?xiàng)l件和生長(zhǎng)環(huán)境下也會(huì)呈現(xiàn)出不同的性狀^［41］。彭聰姣等^［42］研究深圳福田紅樹(shù)林4種代表性紅樹(shù)群落發(fā)現(xiàn)，生物量和植被碳儲(chǔ)量秋茄群落gt;海桑群落gt;無(wú)瓣海桑群落gt;白骨壤群落。同樣，胡懿凱^［43］對(duì)廣東淇澳島紅樹(shù)林植被群落的調(diào)查結(jié)果表明，生物量和固碳量無(wú)瓣海桑群落gt;秋茄群落gt;木欖群落gt;桐花樹(shù)群落，差異原因主要是由于物種和群落密度的不同。

3.2 溫度

溫度是影響紅樹(shù)林碳儲(chǔ)量和碳匯能力最主要的環(huán)境因素，在適宜的溫度條件下，紅樹(shù)林濕地植被具有較高的生產(chǎn)力和較強(qiáng)的固碳能力。一方面，適宜的溫度可以通過(guò)影響紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)的光合作用和呼吸作用來(lái)改變碳輸入，當(dāng)溫度過(guò)低或過(guò)高時(shí)，碳匯能力會(huì)受到一定的抑制^［44］；另一方面，溫度還會(huì)影響土壤微生物活性，進(jìn)而改變土壤呼吸，隨著土壤溫度的升高，土壤微生物活性增強(qiáng)，紅樹(shù)林土壤呼吸也會(huì)不斷增強(qiáng)，其呼吸速率在25～27 ℃時(shí)可達(dá)到最大^［45-46］。

3.3 海水鹽度

海水鹽度也能影響紅樹(shù)植物的生長(zhǎng)，紅樹(shù)植物的最適生長(zhǎng)鹽度為10‰～20‰，過(guò)低或過(guò)高都會(huì)降低其碳匯能力^［47］。不同紅樹(shù)植物的鹽度適應(yīng)范圍不同，莫竹承等^［48］研究發(fā)現(xiàn)，20‰左右的海水鹽度有利于紅海欖胚軸萌根，而木欖胚軸則需要低于10‰的海水鹽度。此外，秋茄的生長(zhǎng)鹽度不宜超過(guò)15‰，超出適宜鹽度并達(dá)到20‰～30‰時(shí)會(huì)出現(xiàn)高鹽生長(zhǎng)脅迫，嚴(yán)重影響植物的幼苗成活率和生物量^［49］。

3.4 空氣CO2濃度

空氣中的CO2濃度是影響紅樹(shù)植物碳儲(chǔ)量最主要的環(huán)境因子之一，適宜的CO2濃度會(huì)使植物的生長(zhǎng)速度加快、生物量增加，從而達(dá)到加快碳循環(huán)速率的目的^［50］。相關(guān)研究表明，在不受水分限制的低鹽度地區(qū)，紅樹(shù)植物生物量會(huì)隨著CO2濃度的升高而增加^［41］。但當(dāng)空氣CO2濃度高于一定水平時(shí)，紅樹(shù)植物的生產(chǎn)力明顯下降，生物量積累也會(huì)相應(yīng)減少，進(jìn)而影響紅樹(shù)植物的碳儲(chǔ)量和碳匯能力^［51］。

3.5 土壤理化性質(zhì)

土壤理化性質(zhì)通過(guò)改變土壤微生物活性影響紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力^［52］。其中，土壤鹽度可以影響紅樹(shù)植物的樹(shù)木基底面積、林分密度、凋落量等，從而在一定程度上對(duì)碳儲(chǔ)量積累造成影響，當(dāng)土壤鹽度超過(guò)70‰～80‰時(shí)，則嚴(yán)重阻礙紅樹(shù)植物的生存率^［26］；土壤pH能夠改變土壤微生物的種類(lèi)和活性，進(jìn)而影響有機(jī)碳的分解釋放。此外，紅樹(shù)林濕地的土壤碳儲(chǔ)量還與土壤類(lèi)型、土壤含水量、土壤粒度等指標(biāo)息息相關(guān)。

4 華南地區(qū)紅樹(shù)林碳匯研究展望

我國(guó)紅樹(shù)林主要分布在廣東、廣西、海南、福建等省（區(qū)），作為典型的濱海濕地“藍(lán)碳”，紅樹(shù)林在固碳、儲(chǔ)碳方面發(fā)揮著極其重要的作用。隨著政府出臺(tái)濕地保護(hù)相關(guān)政策，歷年來(lái)華南地區(qū)各?。▍^(qū)）紅樹(shù)林面積總體上呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，植物種類(lèi)呈現(xiàn)出由北向南逐漸增加的趨勢(shì)。紅樹(shù)林濕地碳匯能力與碳儲(chǔ)量關(guān)系密切，碳儲(chǔ)量具有隨緯度降低而升高的特點(diǎn)。但是，紅樹(shù)林濕地生態(tài)系統(tǒng)碳匯研究目前還處于起步階段，在碳循環(huán)機(jī)制、固碳增匯技術(shù)等方面的研究還不夠深入。此外，植物種類(lèi)、溫度、空氣CO2濃度、海水鹽度和土壤理化性質(zhì)對(duì)紅樹(shù)林土壤碳儲(chǔ)量的影響還未進(jìn)行系統(tǒng)研究，后續(xù)研究建議聚焦于紅樹(shù)林濕地碳匯的形成機(jī)制，探究各因素在紅樹(shù)林濕地碳循環(huán)中的作用機(jī)制，對(duì)建立科學(xué)的紅樹(shù)林濕地碳循環(huán)系統(tǒng)以及研究紅樹(shù)林濕地在全球碳循環(huán)中的作用具有重要意義。

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