一种海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法及碳汇评估方法与流程

1.本发明属于渔业碳汇计量及功能评估领域，具体是指一种海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法及碳汇评估方法。


背景技术：

2.海洋是地球最大的碳库，增强海洋生态系统碳汇是实现“碳中和”目标的重要途径。我国是世界上最大的海水贝类和藻类养殖生产国家，通过养殖生物扩增海洋碳汇，不仅技术成熟、成本低，而且兼具经济、生态和社会等效益，而其中最关键在于建立科学、精准、系统的渔业碳汇计量方法。
3.贝藻碳汇计量研究主要基于“可移出碳汇”模型测算渔业碳汇，但忽视了生物碳的储存周期短的问题，导致贝藻的碳汇能力被严重高估。同时关于贝藻养殖碳汇的科学原理及过程机制的研究目前依然难度大，尚无形成统一的碳汇计量标准。“生物碳收支”将生物个体的生理代谢过程和整个食物链/网作为一个黑箱，虽然可以避开复杂的生理代谢计算过程，但只不过利用食物链/网的计量方法把多个营养阶层生物个体的碳收支通过各营养阶层的生态转换效率串联起来，仅聚焦生物碳，仍忽视了生物碳的储存周期短的问题以及遗漏了生物地球化学循环过程中的其他碳库。
4.虽然我国将贝藻养殖类列入海洋碳汇范畴，但是国际上占主流的观点仍然认为贝藻养殖是产生大气co2的源。归根结底，水产养殖驱动的碳汇功能的争议点主要在于缺乏令人信服的碳汇的计量方法。
5.因此，针对海水养殖驱动的碳汇功能的争议，亟需建立一种原理简单明确、数据准确易获取、不确定因素少的评价方法，在经典“可移出碳汇”和“生物碳收支”模型的基础上，从生态系统层面构建渔业碳汇的计量模型，提高国内外碳汇专家对渔业碳汇功能的认同度和接受感。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一是提供一种海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法，通过计算获得海水碳的年储存量，作为养殖活动是碳汇或碳源的判定依据。
7.本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法，该计量方法需要在如下两个前提条件下执行：
8.(1)不考虑海湾自然环境因素影响，比如，陆地径流、湾内外水体交换、地下水释放等，这些自然碳行为客观存在，不受养殖活动的影响；
9.(2)不考虑存在争议的生物碳，利用相邻年间海湾贝藻的年产量近似的特点，将当年返回陆地的消费型生物碳视为已与前一年的大气co2中和抵消，当年研究的海-气界面co2通量相当于扣除了收获贝藻释放的co2情况下，将海水生态系统视作一个黑箱，通过研究黑箱外的作为输入的溶入碳和作为输出的埋藏碳、钙化碳、储存碳的分量，来计量获得储存碳，用于解析黑箱的碳源或者碳汇格局；
10.该计量方法采用的碳汇计量模型公式为公式
①
：
11.ca＝cb+cs+crꢀꢀ
公式
①
12.式中，ca为大气碳的年溶入量，单位为t a-1
，cb为沉积物碳的年埋藏量，单位为t a-1
，cs为贝壳碳的年钙化量，单位为t a-1
，cr为海水碳的年储存量，单位为t a-1
；
13.通过公式
①
计算得出海水碳的年储存量。
14.本发明海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法的原理是：以贝藻养殖介导的碳沿着“大气-海水-沉积物”方向垂直输送为研究主线，将海水介质视作一个看不透的黑箱，通过研究黑箱外的碳输入和碳输出的分量来解析黑箱的性质，最终计算获得海水碳的年储存量，作为后续养殖活动是碳汇还是碳源判定的依据。
15.进一步的，本发明的碳汇计量方法，包括如下过程：根据养殖种类划分不同的区域，比如贝类养殖区、藻类养殖区、贝藻混养区和外海无养殖区，布设≥12个采样点，完全覆盖了以上4个区域；选取一年的1月、4月、7月和10月中的2-3天进行出海调查采样，计算海-气界面co2通量、沉积物碳埋藏通量和贝壳钙化量。
16.本发明中，所述的海-气界面co2通量的计算通过如下步骤获得：在养殖海湾的不同区域现场利用便携式水质分析仪测定表层海水的温度和盐度，利用精密型便携式ph计测定表层海水的ph值，表层海水指水下0.5m的海水；利用5l的有机玻璃采水器采集表层海水，用无菌注射器抽取50ml表层海水，预处理的whatman gf/f滤膜缓慢过滤至预处理的棕色玻璃瓶中，迅速滴加5μl饱和hgcl2溶液，密封，4℃下避光保存，24h内完成总碱度(ta)测定；ta使用总碱度滴定仪测定；结合温度、盐度、ph值和ta数据，利用海水co2系统计算程序软件(co2_sys_xls)计算表层海水域co2分压(pco2)；海-气界面co2通量通过公式
②
计算，
17.fco2＝k
×
α
×
δpco2ꢀꢀ
公式
②
18.式中，fco2为海-气界面co2通量，单位为mmol m-2
d-1
，k是海-气界面co2传输速度，单位为cm h-1
，α为co2在海水中的溶解度系数，单位为mol kg-1
，δpco2是海、气co2分压差，大气pco2数据可从美国国家海洋和大气管理局(noaa)网站下载获得；海-气界面co2传输速度k通过公式
③
计算，
19.k＝0.251
×u102
/(sc/660)-1/2
ꢀꢀ
公式
③
20.式中，u
10
是距海面10m处的风速，单位为m s-1
，可从世界气象组织网站下载，sc是co2在海水中的施密特数，可通过公式
④
计算获得，
21.sc＝2073.1-125.62
×
t+3.6276
×
t
2-0.043219
×
t3ꢀꢀ
公式
④
22.式中，t为海水温度，单位为℃；
23.根据下列公式
⑤
计算大气碳的年溶入量，
[0024][0025]
式中，ca为大气碳的年溶入量，单位为t a-1
，fj为海湾第j个区域的海-气界面co2通量，单位为mmol m-2
d-1
，sj为海湾第j个区域的面积，单位为km2，通过现场gps走航与arcgis软件相结合测定，90为一个季度时间，单位为d，12为碳的摩尔质量，单位为g mol-1
，为第i个季度大气碳的溶入量，单位为t。
[0026]
本发明中，所述的沉积物碳埋藏通量通过沉积物中的碳沉积通量减去沉积物-上覆水界面的碳扩散通量获得，即公式
⑥
，
[0027]
fb＝f
s-fdꢀꢀ
公式
⑥
[0028]
式中，fb为沉积物碳埋藏通量，单位为g m-2
d-1
，fs为沉积物碳沉积通量，单位为g m-2
d-1
，fd为沉积物碳扩散量，单位为g m-2
d-1
，沉积物碳包括沉积物有机碳(oc)或沉积物无机碳(ic)；
[0029]
所述的沉积物碳沉积通量(fs)通过公式
⑦
和公式
⑧
计算获得：
[0030]fs
＝ci×
sr
×
ρdꢀꢀ
公式
⑦
[0031][0032]
式中，ci为沉积物有机碳(oc)或者沉积物无机碳(ic)含量，单位为mg g-1
，sr为沉积物沉积速率，单位为mm d-1
，ρd为沉积物干密度，单位为gcm-3
，wc为沉积物含水率，单位为％，ρ
sed
为沉积物密度，取值2.56g cm-3
，ρ
water
为间隙水密度，取值1.026g cm-3
；
[0033]
所述的沉积物沉积速率sr通过以下方式获得：在海湾不同区域，现场使用重力垂直柱状采泥器采集柱状沉积物，带回实验室，沉积物自下而上，分别在0-5cm段处以厚度1cm切割、5-15cm段处以厚度3cm切割、15cm至末端处以厚度5cm切割，获得沉积物样品，沉积物样品-20℃保存直至分析；在实验室内，分层沉积物样品混匀、于真空冷冻干燥机中冷冻干燥，于玛瑙研钵中研磨粉碎，100-μm过筛；将样品密封于10ml样品管中，并记录密封样品高度和质量，随后放置21天，待
226
ra和
222
rn达到平衡后利用γ-能谱仪测量
210
pb的比活度；沉积速率采用公式
⑨
计算，
[0034][0035]
式中，h为深度，单位为cm，λ为
210
pb的衰变常数，取值0.3114a-1
，ih为深度h处的
210
pb放射性活度，单位为bq/kg，i0为柱状沉积物表层的
210
pb放射性活度，单位为bq/kg；
[0036]
所述的沉积物有机碳(oc)和沉积物无机碳(ic)含量、含水率通过以下方式获得：用抓斗式采泥器采集水下深度为0-2.5cm的表层沉积物，再用预处理的圆柱形铝盒垂直插入沉积物并装满，圆柱形铝盒的直径4cm，高2.5cm，其余表层沉积物装入50ml离心管中；铝盒装沉积物称湿重后，用真空冷冻干燥机对沉积物样品冷冻干燥，再次称干重，通过公式
⑩
计算沉积物含水率，
[0037][0038]
式中，wc为沉积物含水率，单位为％，mw和md分别为沉积物湿重和干重，单位为g；
[0039]
将干燥好的沉积物样品于玛瑙研钵中研磨，100-μm过筛后，一部分样品用于沉积物总碳(tc)含量的测定，另一部分样品加入1moll-1
hcl混合，直到没有气体产生，以去除无机碳，用去离子水冲洗，直到滤液ph呈中性，再次冷冻干燥、研磨后，用于沉积物有机碳(oc)含量的测定，沉积物总碳(tc)和沉积物有机碳(oc)样品用元素分析仪检测碳含量，沉积物总碳(tc)含量与沉积物有机碳(oc)含量间的差值即为沉积物无机碳(ic)含量；
[0040]
所述的沉积物碳扩散通量(cd)通过以下方式获得：在离沉积物表面20-50cm处用采水器缓慢取上覆水，避免上覆水和沉积物的相互扰动；将上述装入50ml离心管的沉积物于离心机离心获取间隙水，离心机离心时长15分钟，转速5000r/min；上覆水和间隙水获得后立即用预处理的whatman gf/f滤膜过滤；滤液转入50ml预处理的棕色玻璃瓶中，加入5μl饱和hgcl2溶液，密封，4℃下避光保存；保存的样品用岛津toc-v
cph
型总有机碳分析仪测得
上覆水或间隙水总碳(tc)和上覆水或间隙水无机碳(ic)浓度；上覆水或间隙水总碳(tc)与上覆水或间隙水无机碳(ic)之浓度差值，即为上覆水或间隙水有机碳(oc)浓度；
[0041]
利用fick第一扩散定律，对沉积物与其上覆水界面的沉积物有机碳(oc)和沉积物无机碳(ic)扩散通量进行计算，计算公式如下：
[0042][0043]
式中，fd为沉积物-水界面的沉积物有机碳(oc)或沉积物无机碳(ic)释放通量，单位为mg m-2
d-1
；φ为沉积物孔隙度，单位为％；δc/δx为沉积物间隙水和上覆水xcm间的沉积物有机碳(oc)或沉积物无机碳(ic)浓度梯度，单位为μg cm-3
/cm；d
sed
为沉积物有机碳(oc)或沉积物无机碳(ic)的扩散系数，其中沉积物有机碳(oc)扩散系数为1.22
×
10-6
cm
2 s-1
，沉积物无机碳(ic)扩散系数为6.32
×
10-6
cm
2 s-1
；
[0044]
所述的沉积物孔隙度通过公式计算，
[0045][0046]
式中，φ为沉积物孔隙度，单位为％，wc为沉积物含水率，单位为％，ρ
sed
为表层沉积物平均密度，取值2.56g cm-3
，ρ
water
为表层沉积物间隙水平均密度，取值1.026g cm-3
；
[0047]
根据公式计算模型中沉积物碳的年埋藏量，
[0048][0049]
式中，cb为沉积物碳的年埋藏量，单位为t a-1
，f
bj
为海湾第j个区域的沉积物碳的埋藏通量，单位为g m-2
d-1
，sj为海湾第j个区域的面积，单位为km2，90为一个季度时间，单位为d，为第i个季度沉积物碳的埋藏量，单位为t。
[0050]
本发明中，所述碳钙化量通过公式计算，
[0051][0052]
式中，cs为贝壳碳的年钙化量，单位为t a-1
，p为养殖贝类年产量，单位为t，通过当地海洋渔业局统计获得，s为壳干质量占比，单位为％，c
shell
为贝壳碳含量，单位为mg g-1
。
[0053]
壳干质量占比(s)的获得：随机取30-50只收获的贝壳生物，去掉表面污损生物后测量湿重，于100℃蒸10min，将软体和贝壳分开，贝壳于60℃烘干，称重，通过公式计算，
[0054][0055]
式中，m
shell
为贝壳干重，单位为g，m
organism
为贝类生物湿重，单位为g；
[0056]
随后贝壳置于玛瑙研钵研磨粉碎，100-μm过筛，用元素分析仪测定贝壳碳含量(c
shell
)。
[0057]
在已获得的大气碳的年溶入量(ca)，沉积物碳的年埋藏量(cb)和贝壳碳的年钙化量(cs)数据基础上，通过贝藻养殖的碳汇计量模型公式
①
计算获得海水碳的年储存量(cr)。
[0058]
本发明中，所述whatman gf/f滤膜的获得方式为：whatman gf/f滤膜在480℃下灼烧6-8h。
[0059]
本发明中，所述棕色玻璃瓶获得方式为：棕色玻璃瓶用稀盐酸浸泡24h以上，依次用蒸馏水、milli-q水润洗3遍，在480℃下灼烧6-8h。
[0060]
本发明中，所述圆柱形铝盒的获得方式为：圆柱形铝盒依次用蒸馏水、milli-q水润洗3遍，在480℃下灼烧6-8h。
[0061]
本发明中，所述饱和hgcl2溶液配制方式为：称取8g hgcl2溶于100g水中，充分搅拌，静置后观察溶液中出现晶体，即为饱和hgcl2溶液。
[0062]
本发明的目的之二是提供一种海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇评估方法。
[0063]
本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：采用上述海水贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量结果进行碳汇评估的方法，该评估方法的判定标准如下：
[0064]
若海水碳的年储存量的计算结果为正值，则说明大气溶入co2均可转化为有机碳或caco3等形式封存，养殖海湾表现为碳汇；
[0065]
若海水碳的年储存量的计算结果为负值，则说明沉积物埋藏和贝壳钙化的碳库形成过程中需要向海水系统释放co2，养殖海湾则表现为碳源；
[0066]
若海水碳的年储存量的计算结果为零，则说明大气溶入co2刚好形成沉积物埋藏碳库和贝壳钙化碳库，养殖海湾表现为碳中和状态。
[0067]
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
[0068]
(1)本发明的理论支撑为黑箱原理，避开海水生态系统中碳的生物地球化学过程的复杂性、未知性和不确定性，使贝藻养殖的碳汇功能评估方法更具科学性和准确性。
[0069]
(2)本发明未涉及地表径流、湾内外海水交换、地下水排放等客观存在的自然碳行为，简化了贝藻养殖生态系统的碳输入和碳输出途径，更加明确突出贝藻养殖生产活动对海湾各组碳库分配的影响。
[0070]
(3)本发明考虑了沉积物碳在沉积物-上覆水界面的扩散迁移，碳埋藏为沉积物碳沉积量扣除沉积物向上覆水体扩散的碳量，提高了碳埋藏测算的准确度。
[0071]
(4)本发明涉及的样品在野外作业中容易获取，海水和沉积物样品采集工作均为海洋生态系统调查采样的常规作业，调查和采样方法已成熟，工作效率高、简单易操作。
[0072]
(5)本发明涉及的支撑数据不涉及生物生理代谢活动，避开了生理生态模拟实验的局限性，使支撑数据更具计算定量化、准确性和客观性，海-气界面co2通量、沉积物沉积速率、碳含量和碳浓度等参数的测定方法先进、成熟、可靠。
[0073]
(6)本发明涉及的海水养殖驱动的渔业碳汇计量方法可定性并定量地解析养殖海湾的碳源/碳汇格局，海湾生态系统生物地球化学碳循环机理与过程错综复杂，难以准确测定溶入海区的大气co2的去向及其分量，而以前依据的海-气界面co2通量指标仅用于海区碳源/碳汇的定性研究，无法实现准确定量。
[0074]
(7)本发明中未涉及具有争议性的收获碳汇，比如消费型的海藻以及贝类的软体组织等生物碳，而是利用相邻年间贝藻养殖年产量近似的特点，将当年返回陆地的消费型生物碳视为已与前一年的大气co2中和抵消，当年研究的海-气界面co2通量相当于扣除了收获贝藻释放的co2。
[0075]
(8)本发明从生态系统层面构建海水养殖驱动的碳汇计量模型，即大气溶入碳＝沉积物埋藏碳+贝壳钙化碳+海水储存碳，通过该模型可以计算出储存在海水系统的碳库分量。不仅能科学判断养殖海湾的碳源/碳汇格局，而且还能判断出海水系统的碳源汇分量。若海水碳储存量为正值，说明大气溶入co2均可转化为有机碳或caco3等形式封存，养殖海湾表现为碳汇；若海水碳的年储存量的计算结果为负值，则说明沉积物埋藏和贝壳钙化的碳
库形成过程中需要向来源除了大气co2溶入外，还来自于海水系统释放的co2，养殖海湾则表现为碳源；若海水碳的年储存量的计算结果为零，则说明大气溶入co2刚好形成沉积物埋藏碳库和贝壳钙化碳库，养殖海湾表现为碳中和状态。
[0076]
(9)在现有养殖模式碳汇科学计量的基础上，利用该碳汇计量方程可进一步假设不同养殖模式下海湾的各组碳库的分量，预测不同养殖模式下海湾碳汇效应，科学指导人们合理养殖生产和应用碳汇扩增技术。
附图说明
[0077]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0078]
图1是本发明桑沟湾贝藻养殖驱动的渔业碳汇的原理示意图；
[0079]
图2是本发明桑沟湾贝藻养殖驱动的渔业碳汇调查采样站位布设图，从左向右依次为牡蛎贝类养殖区、牡蛎和扇贝等贝类养殖区、贝藻混合养殖区、海带藻类养殖区和外海无养殖区；
[0080]
图3是本发明桑沟湾贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量模型中各组碳库分量的计算结果示意图。
具体实施方式
[0081]
本实施例提供桑沟湾贝藻养殖驱动的渔业碳汇计量方法，如图1所示，该计量方法包括以下步骤：
[0082]
(1)制定实验方案
[0083]
根据不同养殖种类，将桑沟湾划分为4个区域，分别为外海无养殖区、藻类养殖区、贝藻混合养殖区和贝类养殖区，如图2所示。
[0084]
布设21个采样点，完全覆盖了以上4个区域。根据调查期间的天气和海况，选取一年1月的3天、4月的2天、7月的2天和10月的3天进行出海调查采样，分别表征春季、夏季、秋季和冬季全年4个季度的海湾生态环境特征。
[0085]
(2)调查前预处理
[0086]
预处理玻璃瓶、铝盒等：采样过程中所需的玻璃瓶、铝盒等用稀盐酸浸泡24h以上，依次用蒸馏水、milli-q水润洗3遍，在480℃下灼烧8h。玻璃瓶为50ml棕色螺口瓶，铝盒为圆柱形，直径4cm，高2.5cm。
[0087]
预处理whatman gf/f滤膜：用于过滤水样的whatman gf/f滤膜需经480℃灼烧8h后使用。
[0088]
水样固定剂饱和hgcl2溶液配制：称取8g hgcl2试剂溶于100g水中，充分搅拌，静置后观察溶液中有少量晶体，即为饱和hgcl2溶液。
[0089]
(3)海上调查采样
[0090]
海上采样对象主要为海水和沉积物。现场利用gps定位海区采样点，利用便携式水质分析仪测定表层海水的温度和盐度，表层海水指水下0.5m的海水，利用精密型便携式ph计测定表层海水的ph值。利用5l的有机玻璃采水器采集表层海水，用无菌注射器抽取50ml表层海水，经预处理的whatman gf/f滤膜缓慢过滤至预处理的棕色玻璃瓶中，迅速滴加5μl饱和hgcl2溶液，密封，4℃下避光保存。在离沉积物表面50cm处用采水器缓慢取上覆水。使
用重力垂直柱状采泥器采集柱状沉积物。用抓斗式采泥器采集水下深度为0-2.5cm的表层沉积物，再用圆柱形铝盒垂直插入沉积物并装满，圆柱形铝盒的直径4cm，高2.5cm，其余表层沉积物装入50ml离心管中。在收获季节采集养殖牡蛎和扇贝各50只。所有海水、沉积物和生物样品保存在4℃冰箱中，快速运回实验室处理。
[0091]
(4)样品处理
[0092]
在实验室，将采集的柱状沉积物自下而上，分别在0-5cm段处以厚度1cm切割、5-15cm段处以厚度3cm切割、15cm至末端处以厚度5cm切割，获得沉积物样品，分层沉积物样品混匀、于真空冷冻干燥机中冷冻干燥，于玛瑙研钵中研磨粉碎，100-μm过筛，密封于10ml样品管中，并记录密封样品高度和质量，待测定。铝盒装沉积物称湿重后，用真空冷冻干燥机对沉积物样品冷冻干燥，再次称干重，上述两个质量在扣去铝盒质量后，即为沉积物样品的湿重和干重。随后将干燥好的沉积物样品于玛瑙研钵中研磨，100-μm过筛后，一部分样品用于沉积物总碳(tc)含量的测定，另一部分样品加入1moll-1
hcl混合，直到没有气体产生，以去除沉积物无机碳(ic)，用去离子水冲洗，直到滤液ph呈中性，再次冷冻干燥、研磨后，用于沉积物有机碳(oc)含量的测定。将装入50ml离心管的沉积物于离心机离心获取间隙水，离心机离心时长15分钟，转速5000r/min。上覆水和间隙水获得后立即用预处理的whatman gf/f滤膜过滤。滤液转入预处理的棕色螺口玻璃瓶中，加入5μl饱和hgcl2溶液，密封，4℃下避光保存。去掉牡蛎和扇贝表面污损生物后测量湿重，于100℃蒸10min，将软体和贝壳分开，贝壳于60℃烘干，称重，用玛瑙研钵研磨粉碎，100-μm过筛，待测c含量。
[0093]
(5)样品上机检测
[0094]
表层海水样品用总碱度滴定仪测定总碱度，上覆水和间隙水样品用岛津toc-vcph型总有机碳分析仪测得水中的tc和ic浓度。沉积物和贝壳样品用元素分析仪检测c含量。处理好的分层沉积物样品放置21天，待
226
ra和
222
rn达到平衡后利用γ-能谱仪测量
210
pb比活度。
[0095]
(6)指标计算
[0096]
基于现场和实验室获得的数据，数据包括获得的海水温度、盐度、ph值、总碱度、风速和大气pco2等参数，采用公式
②
－
④
计算海-气界面co2通量，获得的沉积物湿重、干重、总碳和有机碳含量、
210
pb比活度、上覆水和间隙水总碳和有机碳浓度等指标；采用公式
⑥‑
计算沉积物碳埋藏通量。桑沟湾海-气界面co2通量的区域和季节分布数据见表1，桑沟湾沉积物碳埋藏通量的区域和季节分布数据见表2。
[0097]
表1：桑沟湾海-气界面co2通量的时空数据(单位：mmol m-2
d-1
)
[0098] 春季夏季秋季冬季无养殖区-26.41
±
19.985.17
±
4.92-36.46
±
5.54-8.90
±
2.83藻类养殖区-63.35
±
10.39-4.54
±
14.15-45.65
±
9.48-24.94
±
5.77贝藻养殖区-34.22
±
10.875.23
±
5.39-52.57
±
7.89-34.15
±
3.73贝类养殖区-21.33
±
18.936.38
±
13.01-61.32
±
6.16-42.54
±
11.66
[0099]
表2：桑沟湾沉积物碳埋藏通量的时空数据(单位：g m-2
d-1
)
[0100] 春季夏季秋季冬季无养殖区0.061
±
0.0020.069
±
0.0120.081
±
0.0120.049
±
0.015
藻类养殖区0.113
±
0.0240.141
±
0.0060.159
±
0.0530.095
±
0.029贝藻养殖区0.136
±
0.0410.197
±
0.0220.190
±
0.0340.141
±
0.020贝类养殖区0.204
±
0.1070.308
±
0.0940.361
±
0.1510.178
±
0.044
[0101]
通过现场gps走航与arcgis软件测定桑沟湾不同区域的面积，无养殖区面积为29km2，藻类养殖区面积为40km2，贝藻混养区面积为20km2，贝类养殖区面积为55km2。
[0102]
根据公式
⑤
计算出大气c的年溶入量为1.76
×
104ta-1
，
[0103]
根据公式计算出沉积物碳的年埋藏量为0.89
×
104ta-1
。
[0104]
根据荣成市海洋发展局对桑沟湾养殖生产统计的数据结果，桑沟湾养殖牡蛎和扇贝的年产量分别为6
×
104t和1.5
×
104t。
[0105]
通过公式计算出牡蛎和扇贝的贝壳干质量占比分别为63.80％和56.58％，
[0106]
再根据公式计算出桑沟湾贝壳碳的年钙化量为0.54
×
104ta-1
。
[0107]
根据贝藻养殖碳汇计量模型公式
①
，计算得出桑沟湾海水碳的年储存量为0.33
×
104t a-1
，各组碳库分量如图3所示。
[0108]
(7)碳汇评估分析
[0109]
根据以上的研究结果发现，海水碳储存量为正值，说明大气溶入co2可转化为沉积物和水体的有机碳和caco3等形式封存，贝藻养殖驱动的海湾生态系统表现为碳汇。
[0110]
在此基础上，我们进一步假设桑沟湾的不同养殖模式，测算假设养殖模式下碳汇计量模型中各碳库分量，并与现在的养殖模式进行比较，具体结果见表3。
[0111]
表3：桑沟湾不同养殖模式下各碳库的分量(单位：
×
104t a-1
)
[0112] 现有单养藻类单养贝类无养殖溶入碳1.761.931.681.03埋藏碳0.890.601.160.34钙化碳0.5400.930储存碳0.331.33-0.410.69
[0113]
如表3所示，发现单养藻类模式下，桑沟湾表现为碳汇，每年大气碳溶入量最大，碳在海水中储存量也最大，但是大量的碳汇储存在海水介质的不确定性很大，碳汇功能稳定性较弱；
[0114]
单养贝类模式下，桑沟湾沉积物碳埋藏分量最大，而海水储存碳库分量为负值，说明沉积物埋藏碳库和贝壳钙化碳库的形成过程中需要向海水系统释放co2，桑沟湾表现为碳源；
[0115]
在无养殖海湾模式下，大气碳溶入量和沉积物碳埋藏量均最小，海水碳储存量较大，仅次于单养藻类模式，碳汇功能稳定性较弱。
[0116]
综合分析显示，目前桑沟湾养殖碳汇功能介于单养藻类、单养贝类和无养殖等极端模式之间，各类碳库分布也较匀称，碳汇功能较稳定，但是仍具有碳汇扩增的潜力。
[0117]
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。