本发明属于生物固碳领域，特别涉及一种滤食性贝类固碳的计量方法。
背景技术：
海洋是地球上最大的活跃碳库，人类活动排放碳总量的30％以上被海洋吸收，这有效延缓了人类活动排放的co2对全球气候的影响。海洋生物在海洋碳循环中发挥着至关重要的作用，海洋吸收的co2通过一系列的生物转化过程最终变成有机碳或者碳酸盐的形式储存于海底。但是随着全球气温的升高，海洋中co2趋于饱和，海洋的缓冲作用和吸收co2的能力削弱，通过碳汇渔业将海洋中的碳移除水体，可以促进海洋对co2的吸收。因此，充分了解海洋生物在整个海洋碳汇中起到的作用和功能，有效地推动和发展碳汇渔业将是降低大气中co2浓度的有效手段。
贝类一方面可以通过滤食作用将海水中的颗粒物质输送到底层加速生物沉积，起到了碳汇的作用；另一方面，贝类的呼吸作用又能够产生co2，成为碳源。因此，作为海洋碳循环的重要参与者，贝类的作用有其复杂性，对其呼吸和钙化活动研究有重要理论意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种滤食性贝类固碳的计量方法，该方法简单、成本低，实验耗时短，能根据短期的贝类固碳量来估算贝类长期的碳汇能力。
本发明的一种滤食性贝类固碳的计量方法，包括：
(1)将含(适宜浓度)藻类的海水盛入呼吸瓶，然后放入贝类进行养殖实验，实验前后分别取水样，经抽滤和去除无机碳，烘干至恒重，称量，测定颗粒有机碳(poc)含量，根据实验前后颗粒poc质量浓度的变化计算得摄食碳；根据实验前后呼吸瓶中的氨氮浓度变化计算排氨率，经换算得排泄碳；测定实验前后贝类的溶解氧换算成呼吸率，再转化为呼吸碳；试验结束后抽滤收集粪便，经去除无机碳，烘干至恒重后用元素分析仪测定poc含量；
(2)根据贝类能量收支方程，转换成碳收支模型：贝类的软体组织固碳＝摄食碳-排泄碳-呼吸碳-排粪碳，根据碱度异常技术，通过测定钙化率推算贝壳固碳量，最后得到贝类软体组织固碳量和贝壳固碳量之和，即贝类固碳量。
所述步骤(1)中的摄食碳的计算公式为frc＝v(c0-ct)/(t·n·m)，单位为mg/(g·h)；其中，c0为对照组实验后颗粒poc的浓度，单位为mg/l；ct为实验组实验后颗粒poc的浓度，单位为mg/l；v为呼吸瓶中海水体积，单位为l；t为实验持续时间，单位为h；n为贝类个数；m为贝软体平均干重，单位为g；
呼吸碳的计算公式为orc＝0.85·(12/32)·v·(cd0-cdt)/(m·t)，单位为mg/(g·h)；其中v为呼吸瓶中海水体积，单位为l；cd0为对照组溶氧浓度，单位为mg/l；cdt为实验组溶氧浓度，单位为mg/l；m为贝软体平均干重，单位为g；t为实验持续时间，单位为h；
排泄碳的计算公式为nrc＝(12/28)·v(nt-n0)/(m·t)，单位为mg/(g·h)；其中v为呼吸瓶中海水体积，单位为l；nt为实验结束时实验组中的nh3-n浓度；n0为实验结束时对照组中的nh3-n浓度；m为贝软体平均干重，单位为g；t为实验持续时间，单位为h；
排粪碳的计算公式为fc＝c/(m×t)，单位为mg/(g·h)；其中c为实验组粪便颗粒poc浓度，单位为mg/l；m为贝软体总干重，单位为g；t为实验持续时间，单位为h；
钙化率g表示如下，单位为μmo1·g-1·h-1：
式中，ta0和tat为培养前后水体的总碱度，单位为μmol·l-1；v为呼吸瓶中海水体积，单位为l；m为贝软体总干重，单位为g；t为实验持续时间，单位为h；
贝壳固碳量的计算公式为：g’＝g×12×1000，单位为mg/(g·h)。
所述步骤(1)中的抽滤采用gf/f玻璃纤维滤纸抽滤。
所述步骤(1)中的无机碳采用雾化的盐酸去除。
有益效果
目前为止，国内外对贝类是否具有固碳能力尚有分歧，即贝类作为大自然中种类、数量繁多的海洋生物，到底是碳汇(固碳)还是碳源(释放碳)尚在争执中；本发明通过测定滤食性贝类生长所需的碳能(摄食和钙化)以及生长所释放的碳源(呼吸碳、排泄碳、排粪碳)，经过计算，确定滤食性贝类具有固碳能力；本发明测定方法简单、成本低，实验耗时短，能根据短期的贝类固碳量来估算贝类长期的固碳量。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1.实验方法
实验环境为ph8.2，温度23℃，饵料浓度为3.0×105cells/ml。实验前，停食48h，转移5个生存状态良好的缢蛏到5l球等鞭金藻细胞密度为30×104cells·ml-1(低于缢蛏产生假粪的阈值细胞密度)的呼吸瓶中滤食，每组实验呼吸瓶中的水环境与暂养水槽中水环境相同，持续通入纯co2以保证实验过程中ph值恒定，实验设置3个重复组，1个空白对照组。放入缢蛏待其适应20分钟后作为实验起始时间，测定水体2h前后的溶氧(do)、氨氮(nh4-n)、颗粒有机碳(poc)。
2.摄食碳的测定
实验前后分别取水样30ml，经gf/f玻璃纤维滤纸(whatman，孔径0.7μm，经450℃灼烧4h后使用)抽滤后，经雾化的盐酸去除无机碳，65℃烘至恒质量，用mettlertoledoal104精密电子天平(精确至0.1mg)称量，用elementarvarioelⅲ型元素分析仪测定poc含量。根据实验前后藻液中颗粒有机碳(poc)质量浓度的变化计算摄食碳(frc)。其中以对照组呼吸瓶中实验后poc质量浓度替代实验组实验前poc质量浓度，以消除饵料颗粒沉降或繁殖带来的实验误差(walne,1965)。单位为mg·g-1·h-1。
式中，c0为对照组实验后poc质量浓度，单位mg·l-1；ct为实验组实验后poc质量浓度，单位mg·l-1；v为藻液体积，单位l；t为实验持续时间，单位h；n为实验贝个数；m为实验贝的平均干重质量，单位g。
3.排粪碳的测定
将实验贝在2h内产生的粪便虹吸过滤至gf/f玻璃纤维滤纸上，经雾化的盐酸去除无机碳，在65℃下烘48h至恒重，用精密电子天平称重，用元素分析仪测定poc含量。换算成单位贝干肉重在每小时内产生的粪便碳，单位为mg·g-1·h-1。
计算公式为fc＝c/(m×t)，单位为mg/(g·h)；其中c为实验组粪便颗粒poc浓度，单位为mg/l；m为贝软体总干重，单位为g；t为实验持续时间，单位为h。
4.呼吸碳的测定
贝类呼吸每生成1分子co2，需消耗超过1分子o2，故设呼吸熵的比值为0.85，即1molo2＝0.85molco2，通过贝类的耗氧率来测定呼吸碳。在密封条件下测定对照组的溶氧(do)，实验2h结束后，取出缢蛏，将瓶内海水上下颠倒混匀，测定实验组do。溶解氧浓度采用ysi溶氧仪直接测定，换算成呼吸率(or)，单位mg·g-1·h-1。
式中，v为呼吸瓶中水体积，单位l；cdo0为对照组溶氧浓度，单位mg·l-1；cdot为实验组溶氧浓度，单位mg·l-1；m为贝软体平均干重，单位g；t为实验持续时间，单位h。转化为呼吸碳(orc)，单位mg·g-1·h-1。
5.排泄碳的测定
贝类的排泄代谢产物主要为尿素、尿酸等，尿素被分解后，大部分的氨转换为氨氮，因此可以通过测氨氮可推算出尿素含量。每排出2分子的氮相当于1分子的碳，排氨率可根据实验前后呼吸瓶中水体的氨氮浓度变化来计算，实验2h结束后，取出缢蛏，将瓶内海水上下颠倒混匀，虹吸法取50ml水样盛于聚乙烯塑料瓶中，加冰保存，3到5小时内采用纳氏试剂比色法测定氨氮。换算为排氨率(nr)，单位为mg·g-1·h-1。
式中，nt为实验结束时实验组中的nh3-n浓度；n0为实验结束时对照组中的nh3-n浓度；m为贝软体的平均干重，单位g；t为实验持续时间，单位h。换算成排泄碳(nrc)，单位mg·g-1·h-1。
6.软体组织固碳
根据贝类能量收支方程，转换成碳收支模型：c＝f+r+u+p，式中：c为贝类摄取的总碳量；f为贝类通过粪便排出的碳量；r为贝呼吸代谢消耗的碳量；u为排泄消耗的碳量；p为贝类用于生长的碳量。通过公式可得生长碳p＝c-f-u-r，单位为mg·g-1·h-1。
7.贝壳固碳
贝类排泄活动会使水体中n、p等营养盐浓度增加，但引起的水体碱度(ta)变化极小，可忽略不计。因此，可以通过封闭培养，测定培养前后水体的ta变化来估算钙化速率，此种方法称为碱度异常技术，在国外广泛应用于珊瑚、贝类以及其他海洋生物钙化速率的测定。钙化率(g)可表示如下，单位μmo1·g-1·h-1。
式中，ta0和tat为培养前后水体的总碱度，单位mol·l-1；v为实验水体体积，单位l；m为实验贝软体干重，单位g；t为实验持续时间，单位h。
8.实验结果
(1)软体组织固碳：
贝壳固碳：
g’＝1000*g*12＝0.00408mg/g·h。
(2)总固碳量＝软体组织固碳+贝壳固碳＝0.18408mg/g·h。