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    近日,青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海洋所”)滨海湿地团队在黄河三角洲滨海湿地沉积碳汇稳定机制研究方面取得了重要进展。

    滨海湿地具有较高的碳捕获和储存能力,对缓解气候变化具有重要的意义。然而目前对滨海三角洲盐沼湿地土壤有机碳(SOC)的固存机制尚不清楚。为了弥补这一不足,青岛海洋地质研究所科研人员提出了关于黄河三角洲湿地SOC的分布、来源和降解的新发现。

    针对盐度梯度下的四种植被类型,芦苇、柽柳、翅碱蓬和互花米草,在20~100cm深度范围内,凋落物的输入是影响SOC的主要因素,而在20~100cm深度范围内,微生物降解和粘土含量是影响SOC的主要因素。四个生境的SOC主要由惰性有机碳(81%–99%)组成。

    互花米草的入侵导致易氧化碳(EOC)与SOC的比值显著增加,从而降低了SOC的稳定性,这凸显了治理互花米草入侵的重要性。对于黄河三角洲湿地,盐度上升提高了土壤有机碳稳定性,并且其有机碳稳定性高于我国其它滨海湿地。研究成果对深入理解滨海湿地沉积碳汇稳定机制具有重要意义,可为精确评估全球滨海湿地蓝碳提供数据支撑。

    上述研究成果由青岛海洋地质研究所、美国路易斯安那州立大学和中国海洋大学研究团队共同完成,得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、国家地质调查专项、自然资源部渤海生态预警与保护修复重点实验室开放基金等项目联合资助。研究成果发表在国际著名地学期刊《CATENA》(中科院一区,TOP期刊),青岛海洋所联合培养博士生尼鑫为论文第一作者,赵广明研究员为通讯作者。

     
    滨海湿地团队揭示黄河三角洲湿地沉积碳汇稳定机制

    滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,是海岸带地区独特的自然资源,具有重要的生态功能。在我国约1万8千公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。6月12日,记者从自然资源部中国地质调查局获悉,该局近年来在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方地区典型滨海湿地开展了一系列调查研究工作,在滨海湿地生态地质调查、保护修复技术方法探索等方面取得了积极进展。

    比如,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所近年在辽河三角洲等湿地探索开展了生态地质调查工作,工作区范围包括-6米等深线至陆域湿地范围,涉及芦苇、翅碱蓬等典型湿地植被生境,研究对象包括水、沉积物、大气、生物等多个圈层,工作手段包括地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查监测、水质调查等。

    通过多年的调查研究,构建了滨海湿地水-土-气-生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项;建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制;建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,为发展蓝碳和碳汇交易奠定了基础;首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,发现围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因。

    自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在摸清滨海湿地演化规律的基础上,充分利用湿地生态系统的自我调节能力并结合水文、地形等人工调控手段,建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法,并在辽河三角洲、黄河三角洲等滨海湿地取得了较好的修复效果。比如,建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

    光明日报:地质调查服务滨海湿地保护修复取得积极进...

    916日,中国地质调查局青岛海洋所地质研究所承担的国土资源部公益性科研专项滨海湿地生态系统的固碳能力探测与评价项目在北京顺利通过了终审验收。其研究成果可应用于国家应对气候变化相关政策的制定,指导滨海湿地生态修复和植被合理规划布局等。

    据项目负责人叶思源研究员介绍,该科研专项是由青岛海洋所牵头,北京大学和盘锦市湿地科学研究所协作,共同参与研究温带地区滨海湿地生物、水、土壤各层圈固碳机理、固碳能力评价技术方法、增汇固碳示范区建设等。经过三年的科研攻关,项目组取得了多项显著研究成果。一是首次评估了我国辽河三角洲滨海湿地土壤碳埋藏通量。二是发现了研究区有机质自身的加积速率可与全球海平面上升基本相当。三是解决了碳14示踪技术测定海洋初级生产力的问题。四是利用微宇宙构建技术研究了土壤甲烷产生与氧化能力的微观过程。五是揭示了辽河口湿地表层土壤有机质主要来自高等植物的贡献。六是建设了有关碳循环研究的野外观测基地。七是全面系统地总结了滨海湿地各层圈固碳能力探测技术方法。

    此外,通过该项目的开展,项目编制了2项技术指南;申请国家专利2项、授权国家实用新型专利1项、软件著作权1项;发表论文66篇,其中SCI收录28篇,EI收录4篇;培养博士研究生12人,硕士研究生17人。值得一提的是,CCTV-10《地理 中国》栏目曾对本项目的部分研究成果进行了报道,项目组将科学问题科普化,实现了国家公益性项目服务社会的初衷。

    验收期间,专家组认为该项目全面完成了任务书要求的各项研究任务,达到了考核指标要求,其研究成果可应用于国家应对气候变化相关政策的制定,指导滨海湿地生态修复和植被合理规划布局,具有显著的生态经济效益和推广应用价值。其野外观测站也可成为相关大学学生野外实践基地。

     

     

    滨海湿地生态系统的固碳能力探测与评价项目通过终审...

    2021年全国科普日活动期间,中国地质调查局青岛海洋地质研究所发挥科普基地平台优势,在中国科协科普部指导下,联合青岛市市南区教育和体育局、科普中国科技前沿大师谈、新华科普、地质出版社、山东教育电视台,于9月25日共同举办了“地球之肾 湿地‘碳’究—走进自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站”大型科普直播活动。活动通过科普中国、新华网、地质出版社小黑马科学、山东教育卫视、微赞等平台面向全网直播。

    湿地专家和主持人在直播现场

    本次科普直播活动围绕“滨海湿地碳循环研究支撑服务国家碳达峰碳中和目标”的主题,采用现场主持人与专家进行科普访谈,期间插播科技人员在湿地野外的科普讲解视频形式开展。自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站站长叶思源研究员及其团队骨干裴绍峰研究员、丁喜桂正高级工程师、赵广明副研究员做客直播间,与正在山东黄河三角洲国家级自然保护区的东营湿地野外站开展碳循环调查工作的项目组成员一起,介绍水-土-气-生等生态环境要素的监测装置和技术方法,讲解湿地生态地质科学知识,展示国内外科学家依托湿地野外站的全球湿地增温网(CROWN)开展全球滨海湿地生态环境对比研究的大科学计划和科研成果,以及科技人员保护和修复湿地的科学实践。裴绍峰博士详细解读了双碳目标的内涵,介绍了碳在地球上各圈层的循环交换过程以及地球上的四大碳库:岩石圈碳库、大气碳库、陆地生态系统碳库和海洋碳库。他告诉大家,通常把海洋和海岸带所吸收捕获的碳称为“蓝碳”,其储碳周期可达数千年,在气候变化中发挥着不可替代的作用,尤其滨海湿地因具有远高于其他生态系统的固碳能力和潜力,已成为现在科学家们关注研究的重点。

    直播开始,主持人从近年来全球频频出现的极端天气讲起。这些极端天气形成的原因主要在于碳排放加剧及其导致的全球变暖。为此,我国也积极采取措施,明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。那么滨海湿地碳循环研究是如何支撑服务国家碳达峰碳中和目标呢?

    叶思源研究员对湿地先做了简单的介绍。湿地是位于陆生生态系统与水生生态系统之间的过渡地带,包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及洪泛平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。其中滨海湿地物种丰富,有很高的生态服务功能,在水土保持、岸线稳定、污染物质净化、固定大气中的二氧化碳以及为人类提供原材料和休息娱乐场所等方面具有很高的价值。 

    滨海盐沼湿地是一个复杂又独特的生态系统,包含了植物、动物、微生物以及水、土壤、大气等生态要素,各要素相互协同,使湿地具备了较高的固碳效率和长期持续的储碳能力。青岛海洋所滨海湿地团队就是致力于滨海湿地基础地质、沉积环境演化、生态系统固碳功能评价、生态环境地质监测以及生态修复技术等综合调查和创新研究工作。团队依托青岛海洋所建设了自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站,可以对碳在水---生多圈层中的循环过程进行长期监测。

    直播中,观众通过观看湿地团队野外工作视频,观赏了滨海湿地美丽的景色,了解了科技人员艰苦的工作条件以及他们在野外站开展的调查监测任务和科研过程。

    在滨海盐沼湿地生态系统中,首先要了解该区域生长的典型植物,它们可以通过光合作用吸收二氧化碳,这是最直观的固碳过程。科技人员展示了芦苇、碱蓬、柽柳和互花米草几种代表性植物,详细介绍了每种植物的特点。为了更好地向观众展示湿地植物的固碳过程和强大的固碳能力,江星浩同学在野外展示了植物光合作用的测量方法,周攀同学演示了如何通过植物的“样方调查”测量植被地面生物量。

    湿地土壤不仅为湿地的生物生存提供场所,还可以涵养水源,净化水质、抵御洪水、干旱等自然灾害,更是湿地生态系统最大的碳汇。赵广明副研究员对此进行了详细介绍,何磊博士通过视频展示了湿地土壤样品,那黑色的物质就是土壤中富含的碳,来自植物根茎和残骸。土壤中的微生物可以分解碳,裴理鑫博士用生动形象的比喻讲解了湿地水淹环境下微生物是如何工作及其对土壤碳汇的影响。

    除了植物和土壤,分布在湿地各处的水体的固碳情况也是很可观的。裴绍峰博士告诉大家,水中生长着大量肉眼看不到的浮游植物,它们与芦苇、碱蓬等宏观植物一样也可以进行光合作用,将水中的游离的碳转化为有机碳。水里的碳减少后,大气中的二氧化碳就会进入水体中进行补充,从而减少了大气中的二氧化碳含量,这就是水域光合固碳作用。段云莹同学在野外展示了测量水域初级生产力的仪器和方法。

    储存在湿地生态系统的碳并不是100%稳定存在的,其中的一部分会通过植物的呼吸作用和土壤矿化分解作用,以二氧化碳或甲烷的形式返回到大气中,这就形成了水-土-气-生各圈层的碳循环。谢柳娟博士在野外介绍了使用涡度塔开展温室气体的长期监测工作,展示了芦苇通过通气组织传输气体的科学小实验。

    水-土-气-生各圈层的碳循环过程在全球变暖条件下会发生变化。科技人员在野外站需要借助一些试验装置来研究湿地碳汇过程对全球变暖的响应。赵广明副研究员在野外展示了能实时监测46个环境因子的增温模拟试验装置——增温箱。该装置现已布设在辽河三角洲、黄河三角洲和盐城三个湿地,覆盖了两种植被,三个纬度带,并与欧美国家同等的增温站联网,全球科学家共享数据,开展合作研究,预测不同纬度、不同生境、不同地质演化阶段的滨海湿地在未来气候变暖情况下固碳能力的变化,为应对全球变暖提出科学建议。

    滨海湿地团队在东营湿地野外站 

    直播最后,叶思源研究员介绍了我国滨海湿地由于人为围垦、海洋环境污染、海岸工程建设等原因,出现了较为严重的湿地面积退化现象。据调查,我国在1975年滨海盐沼分布面积为2285平方千米,而2017年遥感数据解译结果显示我国滨海盐沼分布面积仅为1234平方千米,退化率达到54%。青岛海洋所湿地团队积极采取应对措施:在黄河三角洲湿地建立了200亩的湿地修复示范区,在91种芦苇基因中优选出具有耐盐、抗旱、生物量大的品种来进行植物修复,目前已取得了很好的效果。叶思源研究员指出滨海盐沼未来修复的潜力巨大,若将我国滨海盐沼恢复到1975年前的状态,将大大增加湿地的碳汇能力。因此加强湿地保护,更好地发挥湿地储碳、固碳能力,对双碳目标的实现具有重要的意义。专家呼吁大家:关爱湿地,保护湿地,自觉践行节能减排,通过实际行动为实现“碳中和”目标贡献自己的力量。

    本次活动是青岛海洋所首次采用现场专家科普访谈的形式开展的大型科普直播。活动采用提问、解答、讲解、ppt展示和野外实景视频播放相结合的方式,形式新颖活泼,内容有趣生动。观众们通过聆听专家的讲解,观看科普视频,明白了“碳达峰”“碳中和”“碳汇”等刷屏热词的内在含义。活动包含了丰富的海洋学、地质学、生态学、水文学、地球化学等多个学科领域的知识点,让大家系统全面地认识滨海盐沼湿地的生态功能,了解科研工作者开展湿地碳循环调查研究工作的意义。活动还弘扬了新时代科学家精神,提高了大家关心湿地、认识湿地、保护湿地的意识。观众们在后台纷纷留言,表达出自己激动的心情和实现国家双碳目标的决心,他们对常年奋战在野外一线的科研工作者也表示出深深的敬意。

    活动当日吸引了全国众多的中小学生及科普爱好者,各平台总收看量达5万余人次,活动圆满成功,取得了良好的科普传播效果。

    青岛海洋所成功举办“地球之肾湿地‘碳’究”全国科...

    科技日报·中国科技网北京6月11日电(记者谢宏)11日,记者从自然资源部中国地质调查局获悉,该局在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方地区典型滨海湿地开展了一系列调查研究工作,在滨海湿地生态地质调查、保护修复技术方法探索等方面取得了积极进展。

    滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,是海岸带地区独特的自然资源,具有重要的生态功能。在我国约1万8千公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。

    自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所近年在辽河三角洲等湿地探索开展了生态地质调查工作,工作区范围包括-6米等深线至陆域湿地范围,涉及芦苇、翅碱蓬等典型湿地植被生境,研究对象包括水、沉积物、大气、生物等多个圈层,工作手段包括地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查监测、水质调查等。

    通过多年的调查研究,取得了多项创新成果。一是构建了滨海湿地水-土-气-生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项。二是建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制,为滨海湿地保护修复提供了依据。三是建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,为发展蓝碳和碳汇交易奠定了基础。四是首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,发现围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因,对湿地不同地质单元提出了保护与修复治理的对策建议。

    自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在摸清滨海湿地演化规律的基础上,充分利用湿地生态系统的自我调节能力并结合水文、地形等人工调控手段,建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法,并在辽河三角洲、黄河三角洲等滨海湿地取得了较好的修复效果。一是在盘锦开展芦苇和翅碱蓬湿地修复示范,通过水文调节、微地貌改造,成功恢复水文联通性,湿地水域面积增加,同时结合改变土壤基质、优选种子源、采用“春浅灌、夏勤灌、秋落干”的水位管理方法等多种手段,提高了湿地植被产量,改善了湿地生态功能。二是在黄河三角洲湿地通过建立生态水位和沉积基准面与植被生长的耦合关系,估算湿地生态需水量,提出构建黄河与湿地动态连通机制,当地通过修建引水沟渠,适时调整湿地水沙补给量,形成明水面-季节性积水-高地多级水分梯度带,满足不同植被水深需求,湿地生物多样性显著增加,生态功能趋于正常。三是建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

    据悉,自然资源部中国地质调查局将进一步加强滨海湿地生态地质调查,研究滨海湿地生态和地质环境的相互作用机制,提供湿地保护修复的地球系统科学解决方案,积极推进滨海湿地生态地质国际研究中心建设。

     

    科技日报:地质调查支撑服务滨海湿地保护修复 取得多...

    滨海湿地增温研究观测网(航拍画面)

    翅碱蓬示范区修复前

    翅碱蓬示范区修复后

    “围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因。”经过连续多年对滨海湿地展开地质调查,自然资源部中国地质调查局得出如是结论。在6月11日公布的调查与治理结果中,中国地调局还对湿地不同地质单元提出了保护与修复治理的对策建议。

    滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,具有重要的生态功能。在我国约1.8万公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。近年来,中国地调局协同下属单位在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方典型滨海湿地开展了一系列调查研究,并对湿地保护修复技术方法进行了探索。

    中国地调局青岛海洋地质研究所构建了滨海湿地水—土—气—生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项;建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制;建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力;首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,对湿地不同地质单元提出了保护修复治理的对策建议。

    在此基础上,中国地调局滨海湿地生物地质重点实验室建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法。实验室在辽宁盘锦开展芦苇和翅碱蓬湿地修复示范,通过水文调节、微地貌改造,成功恢复水文联通性,湿地水域面积增加,同时结合改变土壤基质、优选种子源、采用“春浅灌、夏勤灌、秋落干”的水位管理方法等多种手段,提高了湿地植被产量,改善了湿地生态功能。在黄河三角洲湿地通过建立生态水位和沉积基准面与植被生长的耦合关系,估算湿地生态需水量,提出构建黄河与湿地动态连通机制,当地通过修建引水沟渠,适时调整湿地水沙补给量,形成明水面-季节性积水-高地多级水分梯度带,满足不同植被水深需求,湿地生物多样性显著增加,生态功能趋于正常。建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

    下一步,自然资源部中国地质调查局将进一步加强滨海湿地生态地质调查,研究滨海湿地生态和地质环境的相互作用机制,提供湿地保护修复的地球系统科学解决方案,积极推进滨海湿地生态地质国际研究中心建设。

    科学网:地质调查助力滨海湿地保护修复

    人民政协网北京6月11日电(记者 周丽燕)滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,是海岸带地区独特的自然资源,具有重要的生态功能。在我国约1万8千公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。

    近年来,自然资源部中国地质调查局在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方地区典型滨海湿地开展了一系列调查研究工作,在滨海湿地生态地质调查、保护修复技术方法探索等方面取得了积极进展。

    滨海湿地增温研究观测网

    积极探索滨海湿地生态地质调查

    自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所近年在辽河三角洲等湿地探索开展了生态地质调查工作,工作区范围包括-6米等深线至陆域湿地范围,涉及芦苇、翅碱蓬等典型湿地植被生境,研究对象包括水、沉积物、大气、生物等多个圈层,工作手段包括地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查监测、水质调查等。

    通过多年的调查研究,取得了多项创新成果。一是构建了滨海湿地水-土-气-生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项。二是建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制,为滨海湿地保护修复提供了依据。三是建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,为发展蓝碳和碳汇交易奠定了基础。四是首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,发现围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因,对湿地不同地质单元提出了保护与修复治理的对策建议。

    芦苇湿地

    翅碱蓬湿地

    滨海湿地野外现场采集资料

    初步形成滨海湿地修复技术方法

    自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在摸清滨海湿地演化规律的基础上,充分利用湿地生态系统的自我调节能力并结合水文、地形等人工调控手段,建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法,并在辽河三角洲、黄河三角洲等滨海湿地取得了较好的修复效果。一是在盘锦开展芦苇和翅碱蓬湿地修复示范,通过水文调节、微地貌改造,成功恢复水文联通性,湿地水域面积增加,同时结合改变土壤基质、优选种子源、采用“春浅灌、夏勤灌、秋落干”的水位管理方法等多种手段,提高了湿地植被产量,改善了湿地生态功能。二是在黄河三角洲湿地通过建立生态水位和沉积基准面与植被生长的耦合关系,估算湿地生态需水量,提出构建黄河与湿地动态连通机制,当地通过修建引水沟渠,适时调整湿地水沙补给量,形成明水面-季节性积水-高地多级水分梯度带,满足不同植被水深需求,湿地生物多样性显著增加,生态功能趋于正常。三是建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

    翅碱蓬示范区修复前后对比图

    芦苇示范区修复前后对比图

    下一步,自然资源部中国地质调查局将进一步加强滨海湿地生态地质调查,研究滨海湿地生态和地质环境的相互作用机制,提供湿地保护修复的地球系统科学解决方案,积极推进滨海湿地生态地质国际研究中心建设。

    人民政协网:地质调查支撑滨海湿地保护修复取得积极...

    左图为盘锦的翅碱蓬示范区修复前,右图为该区域修复后

    中国网6月11日北京讯(记者韩琳) 记者从自然资源部中国地质调查局了解到,近年来,我国面临退化威胁的辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地等滨海湿地经过修复治理,生态功能趋于正常,湿地植被和生物多样性显著增加,整体面貌大为改观。而这一成果的背后,地质调查起到了关键的科技支撑作用。

    滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,具有重要的生态功能。我国约1万8千公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。无论是湿地的保护还是修复,都不是一件简单的事,都需要科技的支撑。

    据了解,自然资源部中国地质调查局近年在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方地区典型滨海湿地开展了一系列调查研究工作,在滨海湿地生态地质调查、保护修复技术方法探索等方面取得了积极进展。

    自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所近年在辽河三角洲等湿地探索开展了生态地质调查工作,工作区范围包括-6米等深线至陆域湿地范围,涉及芦苇、翅碱蓬等典型湿地植被生境,研究对象包括水、沉积物、大气、生物等多个圈层,工作手段包括地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查监测、水质调查等。

    多年的调查研究取得了多项创新成果:构建了滨海湿地水-土-气-生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项;建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制,为滨海湿地保护修复提供了依据;建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,为发展蓝碳和碳汇交易奠定了基础;首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,发现围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因,对湿地不同地质单元提出了保护与修复治理的对策建议。

    科研人员在滨海湿地野外采集资料

    自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在摸清滨海湿地演化规律的基础上,充分利用湿地生态系统的自我调节能力并结合水文、地形等人工调控手段,建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法,在辽河三角洲、黄河三角洲等滨海湿地取得了较好的修复效果。

    在盘锦,该实验室开展芦苇和翅碱蓬湿地修复示范,通过水文调节、微地貌改造,成功恢复水文联通性,湿地水域面积增加,同时结合改变土壤基质、优选种子源、采用“春浅灌、夏勤灌、秋落干”的水位管理方法等多种手段,提高了湿地植被产量,改善了湿地生态功能。

    在黄河三角洲湿地,该实验室通过建立生态水位和沉积基准面与植被生长的耦合关系,估算湿地生态需水量,提出构建黄河与湿地动态连通机制,当地通过修建引水沟渠,适时调整湿地水沙补给量,形成明水面-季节性积水-高地多级水分梯度带,满足不同植被水深需求。修复后,湿地生物多样性显著增加,生态功能趋于正常。

    此外,该实验室还建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

    自然资源部中国地质调查局有关负责人表示,下一步,该局将进一步研究滨海湿地生态和地质环境的相互作用机制,提供湿地保护修复的地球系统科学解决方案,积极推进滨海湿地生态地质国际研究中心建设。

    滨海湿地增温研究观测网(航拍画面)

    左图为芦苇示范区修复前,右图为修复后

    中国网:我国滨海湿地保护修复取得进展 地质调查发挥...

    滨海湿地是陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带,是海岸带地区独特的自然资源,具有重要的生态功能。在我国约18千公里的大陆海岸线上,分布着河口、三角洲、滩涂、盐沼、红树林、珊瑚礁、浅海水域等诸多类型的滨海湿地。

    近年来,自然资源部中国地质调查局在我国辽河三角洲湿地、黄河三角洲湿地、盐城滨海湿地等北方地区典型滨海湿地开展了一系列调查研究工作,在滨海湿地生态地质调查、保护修复技术方法探索等方面取得了积极进展。

    滨海湿地增温研究观测网

    积极探索滨海湿地生态地质调查

    自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所近年在辽河三角洲等湿地探索开展了生态地质调查工作,工作区范围包括-6米等深线至陆域湿地范围,涉及芦苇、翅碱蓬等典型湿地植被生境,研究对象包括水、沉积物、大气、生物等多个圈层,工作手段包括地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查监测、水质调查等。

    通过多年的调查研究,取得了多项创新成果。一是构建了滨海湿地水---生多圈层生态要素探测技术体系,自主研发了温室气体测量、土壤固碳探测等技术设备,获得国内外专利16项。二是建成滨海湿地野外生态地质观测基地,初步查明典型滨海湿地多圈层生态地质环境特征,掌握了滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升、人类活动的响应机制,为滨海湿地保护修复提供了依据。三是建立了滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系,评估了滨海湿地土壤碳埋藏通量,证实了滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,为发展蓝碳和碳汇交易奠定了基础。四是首次编制了全国8个国际重要滨海湿地生境演化序列图,基本掌握了湿地退化现状,发现围填海和沿海养殖扩张是湿地退化的主要原因,对湿地不同地质单元提出了保护与修复治理的对策建议。

    芦苇湿地

    翅碱蓬湿地

    滨海湿地野外现场采集资料

    初步形成滨海湿地修复技术方法

    自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在摸清滨海湿地演化规律的基础上,充分利用湿地生态系统的自我调节能力并结合水文、地形等人工调控手段,建立了适用于不同滨海湿地的关键修复技术方法,并在辽河三角洲、黄河三角洲等滨海湿地取得了较好的修复效果。一是在盘锦开展芦苇和翅碱蓬湿地修复示范,通过水文调节、微地貌改造,成功恢复水文联通性,湿地水域面积增加,同时结合改变土壤基质、优选种子源、采用“春浅灌、夏勤灌、秋落干”的水位管理方法等多种手段,提高了湿地植被产量,改善了湿地生态功能。二是在黄河三角洲湿地通过建立生态水位和沉积基准面与植被生长的耦合关系,估算湿地生态需水量,提出构建黄河与湿地动态连通机制,当地通过修建引水沟渠,适时调整湿地水沙补给量,形成明水面-季节性积水-高地多级水分梯度带,满足不同植被水深需求,湿地生物多样性显著增加,生态功能趋于正常。三是建成全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出了4个耐盐性高、生物量大、抗病能力强、适应我国北方地质条件的基因种,可作为湿地修复优选品种推广使用。

     

    翅碱蓬示范区修复前后对比图

     

    芦苇示范区修复前后对比图

    下一步,自然资源部中国地质调查局将进一步加强滨海湿地生态地质调查,研究滨海湿地生态和地质环境的相互作用机制,提供湿地保护修复的地球系统科学解决方案,积极推进滨海湿地生态地质国际研究中心建设。

     
     
    地质调查支撑服务滨海湿地保护修复取得积极进展

    作为“地球之肾”和“生物基因库”,湿地的生态系统环境变化引起了国内外的高度重视。通过多年调查,青岛海洋所滨海湿地团队掌握了第一手野外观测数据,肯定了我国滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力,并开发了具有自主知识产权的10多项关键技术。湿地的调查与研究不仅能有效改善滨海湿地的生态环境,而且还能产生很好的社会效益和经济效益。

    在盐城湿地,做碳分解实验

    因湿地破坏而导致的全球生态环境问题,不仅是一个科学问题,更是政治、经济社会发展中的焦点问题。

    特别是在我国,过去几十年,我国海岸带地区生态系统的结构发生了很大变化,对盐沼湿地生态系统的健康产生了深刻影响。

    2018年7月,国务院印发了《关于加强滨海湿地保护 严格管控围填海的通知》(国发〔2018〕24号)》,要求统一湿地技术标准,对包括滨海湿地在内的全国湿地进行逐地块调查,对湿地保护、利用、权属、生态状况及功能等进行准确评价和分析,并建立动态监测系统,进一步加强围填海情况监测,及时掌握滨海湿地及自然岸线的动态变化。

    2018年12月20日,自然资源部、国家发展和改革委员会发布关于贯彻落实《国务院关于加强滨海湿地保护 严格管控围填海的通知》的实施意见(自然资规〔2018〕5号),要求沿海各地深入贯彻习近平生态文明思想,坚决落实党中央、国务院重要决策部署,切实加强围填海管控。

    近年来,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海洋所”)长期致力于滨海湿地生态系统综合地质调查与研究工作。通过国际合作,青岛海洋所滨海湿地团队先后开展了《黄河三角洲滨海湿地生态系统综合地质调查与评价》《辽河三角洲海岸带综合地质调查与监测》《滨海湿地生态系统固碳能力的探测与评价》《江苏滨海湿地多圈层交互带综合地质调查》等项目,卓有成效地执行了黄河三角洲、辽河三角洲、江苏盐城滨海湿地生态系统的地质调查研究工作,取得了大量第一手资料,同时获得多项具有国内领先水平的成果,部分成果具有世界先进水平。

    保护滨海湿地刻不容缓

    湿地与森林 、海洋一起并称为全球三大生态系统类型,被誉为“地球之肾”。湿地广泛分布于世界各地,是地球上最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。

    滨海湿地是海岸带地区最重要的生存环境和生态系统。它是分布于陆地生态系统与水生生态系统之间的具有独特水文、土壤、植被与生态特征的生态系统,具有稳定环境、保护物种基因及生产可再生资源的功能,被誉为“生物基因库”,是影响地球生态平衡的重要条件。

    青岛海洋所滨海湿地重点实验室主任叶思源向记者介绍称,滨海湿地分布于经济发达区的特殊地理位置,对缓解经济发达区温室气体的排放、近海水生系统的环境清洁、保护海岸的稳定以及抵抗沿海风暴潮的袭击等方面具有更为重要的意义。另外,滨海湿地在地貌单元上通常处于对气候变化响应最为敏感、对全球变化最脆弱、经济发展最快和人类活动最强烈的地带。

    记者了解到,滨海湿地(含沿海滩涂、河口、浅海、红树林、珊瑚礁等)是近海生物重要栖息繁殖地和鸟类迁徙中转站,是珍贵的湿地资源,具有重要的生态功能。由于长期以来的大规模围填海活动,近年来滨海湿地大面积减少,自然岸线锐减,对海洋和陆地生态系统造成损害。

    “滨海湿地调查是海岸带生态环境地质调查的关键,也是推进生态文明建设、保护海岸带生态环境的关键。”叶思源介绍称,湿地已成为地理、生态、环境保护、气候、水资源和生物多样性等诸多领域研究的热点和前沿科学,对滨海湿地的调查和研究具有重要科学价值。

    她进一步解释称,目前服务沿海生态地质环境保护和优化国土空间开发建设布局,也要求提高滨海湿地调查力度,需要地质资源环境信息支撑。低碳经济的发展及滨海湿地蓝碳固碳,急需加强滨海湿地固碳的调查研究。沿海重大工程规划布局和建设,需要全面提升湿地区域地质安全保障水平。

    国家高度重视湿地保护

    湿地生态系统环境的变化已经引起了国内外的高度重视。

    需要正视的是,与发达国家相比,我国在滨海湿地领域的调查和研究还有一定差距。我国湿地研究是从上世纪60年代对沼泽研究开始的,急需在借鉴国外先进经验的基础上,形成适合于我国实际的湿地研究的科学体系和开发治理有效模式。

    黄河三角洲在我国滨海湿地研究中具有特殊的地位,已成为近年来滨海湿地研究的热点地区。2005年,中国地质调查局启动了“黄河三角洲滨海湿地系统综合地质调查与评价”项目。

    2010年,青岛海洋所组织了“美国滨海湿地可持续发展与全球变化学术前沿青岛夏季讲习班”,10多名欧美顶尖湿地科学家齐聚青岛,交流湿地调查研究的经验、方法,拓宽研究思路,帮助湿地团队建立了立足于国际前沿的学科发展平台。

    在黄河三角洲,做地表高程标志

    2012年,中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室挂牌成立。实验室以“滨海湿地地质、环境、生态、资源”为特色,围绕国际滨海湿地生物地质科学技术发展前沿和热点,突出国家中长期国民经济建设和开发管理需求,集中力量开展滨海湿地基础地质与沉积环境演化、地表过程与生态地质遥感、水动力环境、生物地球化学过程、生态系统固碳功能评价、生态环境地质监测以及生态修复技术等调查和研究,为地质调查事业长远发展提供知识储备、技术储备和专业技术人才储备,引领中国地质调查局滨海湿地研究走向国际先进水平。

    2016年,中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在江苏常熟成功承办了第十届国际湿地大会的“全球变化和环境因子对滨海湿地服务功能的影响”分会。来自欧美国家的23位学者齐聚江苏常熟,围绕滨海湿地地质学、生物学、生态学、生物地球化学等多个学科展开研讨。

    多项斐然成果转化应用

    “通过多年调查,我们掌握了第一手野外观测数据,肯定了我国滨海湿地巨大的储碳空间和固碳能力。”叶思源介绍说。

    据介绍,近年来青岛海洋所滨海湿地团队围绕科技创新和成果应用转化,开发了具有自主知识产权的10多项关键技术,开创性地将自主研发的滨海湿地生态功能探测技术应用于湿地资源调查评价,获得国内外专家高度评价。项目组连续获得了“土壤未扰动沉积物柱样采集”“湿地地表高程监测仪”“浮游植物反应釜及采用该反应釜的连续培养恒化装置”“利用碳-14示踪技术测定海洋初级生产力现场模拟培养装置”和“黑白瓶溶解氧法现场模拟测海洋初级生产力装置”等多项国家发明专利,为相关研究提供科学支撑。

    尤为一提的是,项目组首次评估了我国滨海湿地土壤碳埋藏通量,填补了我国在全球碳收支平衡研究中滨海湿地土壤固碳方面的空白;首次提出了我国滨海湿地在没有外来物资供应时,其有机质自身的加积速率可与全球海平面上升保持同步,为我国湿地保护与管理提供了依据。他们利用分批培养与连续培养技术,解决了困扰科学界半个多世纪的碳-14示踪技术测定海洋初级生产力的争议问题。

    记者了解到,这一团队提出并主导实施滨海湿地生态系统全球监测网大科学计划,该监测体系横跨亚、欧、美三大洲,可同时开展不同纬度带、不同生境、不同历史演化阶段地质体对比研究,每天可以获得46个环境参数66240个数据,并基于大数据分析和挖掘,创新了滨海湿地水生系统演化和碳循环理论。他们还编制完成全国8个国际重要滨海湿地生境演变图,探索创新了“从地质自然演化角度”确定湿地类型分类标准,发现北方盐沼自然湿地面积在1995~2015年期间平均减少49%,南方红树林湿地减少40%。沿海地区的养殖业极速扩张侵占了大面积的湿地,引起湿地水文过程、土壤质量等生境发生变化,是导致湿地退化的根本原因,对湿地不同的地质单元提出了保护与修复治理的针对性对策建议,为滨海湿地自然资源保护和空间规划用途管制提供了科学支撑。

    同时,他们推动滨海湿地生态地质三位一体调查评价,成功研发了地表高程监测系统和水域初级生产力探测装置,创新提出了温室气体测量、土壤固碳评估、海域静力触探原位观测技术,形成了水、土、气、生各圈层生态要素探测体系。

    “在江苏盐城、美国密西西比河三角洲、西班牙埃布罗三角洲湿地等地得到了成功实践。”叶思源介绍说,团队研制的设备为滨海湿地生态功能监测提供了新的技术方法和调查手段,并且获得多项具有国内领先水平的成果,部分成果处于世界先进水平。

    开启湿地绿色利用新征程

    湿地的调查与研究不仅能有效改善滨海湿地的生态环境,而且还能产生很好的社会效益和经济效益。

    据了解,青岛海洋所滨海湿地团队在辽宁盘锦和山东莱芜建成两个全球芦苇同质园,从全球范围内选取91个芦苇基因种,经过种植对比实验,优选出耐盐性高、生物量大、抗病能力强的品种。与此同时,在两个面积为100亩的芦苇和翅碱蓬示范区开展修复实践,通过水文调节、改变土壤基质、优选种子源等多手段结合,初步形成人为干预条件下的滨海湿地修复关键技术,并在辽宁省盘锦地区推广使用,修复芦苇和翅碱蓬湿地3万亩,给当地的旅游产业、芦苇造纸产业带来巨大的经济价值。以辽河三角洲芦苇造纸的湿地生态系统智慧管理为案例,他们提出了“开发性保护”的新理念和湿地植被芦苇纤维生长新技术,通过湿地植物资源开发,带动当地就业与工业经济发展,支撑服务全国正在开展的“退耕还湿”活动,开辟了湿地资源绿色利用新途径,为地方经济建设和科技扶贫带来了可观的经济效益,并为国家开发利用和保护湿地资源提供了新思路。

    此外,项目组在黄河三角洲重新规划了景点设置,黄河三角洲滨海湿地自然保护区的游客人数逐年上升,门票收入增幅约16%,除了迎来湿地的“第二春”,还带动了生态旅游,推动了当地经济发展。

    “目前,我们建设了国内领先,国际先进的有关碳循环研究的野外观测基地。”叶思源介绍说,通过国际合作,团队在辽河三角洲建设了较为完善的碳循环研究的野外观察基地,包括温室气体监测、土壤环境因子监测、孔隙水化学监测、湿地地下水水位水质监测等,特别是利用RSET技术对湿地有机质加积速率的监测在我国还属首次。这些监测为丰富全球碳循环评价数据库提供了重要保障,也为我国政府在国际环境中的谈判提供了科学数据。

    2014年4月,在辽河三角洲湿地开展rSETs和温室气体监测工作

    据她介绍,将利用5~10年时间汇聚国际一流滨海湿地多学科创新人才和团队,培养具有国际视野和杰出创新能力的领军人才和国际一流专业团队,打造一支人员精干、高素质、高水平、装备精良的具有较高水平和国际影响的科研队伍,创新一套国际化运行机制与管理体制,将围绕国际滨海湿地科技前沿热点和我国滨海湿地资源、环境、灾害等地质问题,致力于滨海湿地前沿领域国际合作调查和研究,主导实施全球典型滨海湿地地质演化及生态环境效应对比研究大科学计划。

    “依靠科技进步和创新,我们将在解决全球变化和生态环境效应等一些关键问题上获得充足发展,引领国际滨海湿地领域研究。”她最后表示。

    滨海湿地项目介绍

    中国地质调查局青岛海洋地质研究所自2006年在山东东营黄河三角洲开始从事滨海湿地地质调查工作,到2018年开展江苏滨海湿地调查工作,已有12个年头了。期间,该所先后完成了国家专项(海洋地质保障工程)“黄河三角洲滨海湿地系统综合地质与评价项目(2006年-2009年)”、原国土资源部公益性行业科研专项(重点)“滨海湿地生态系统的固碳能力探测与评价(2011年-2013年)”、国家专项(海洋地质保障工程)“辽河三角洲海岸带综合地质调查与监测(2012年-2015年)”、海洋基础性公益性基础地质调查项目“渤海湾西部等重点海岸带综合地质调查(2016年-2017年)”、科技部重点研发计划“滨海湿地固碳效率精准评价与加强碳汇对策(2017年-2019年)”、海洋基础性公益性基础地质调查项目“江苏滨海湿地海陆交互带多圈层综合地质调查(2018年-2020年)”,总经费13300万元。

    目前,中国地质调查局青岛海洋地质研究所滨海湿地项目组研究区包含了跨越不同纬度带的我国北方典型盐沼湿地区:辽宁盘锦、山东东营、江苏盐城滨海湿地,研究范围包括-6米等深线到陆域湿地范围,涉及典型湿地被的芦苇生境、翅碱蓬生境、大米草生境,工作内容包括了水、沉积物、大气、生物多个圈层,工作手段包括基础地质取样、温室气体监测、地表高程监测、碳循环评估、侵蚀淤积调查与监测、水质调查、海上地球物理调查、沉积动力调查等;旨在开展滨海湿地核心区与缓冲区生态地质调查,摸清生态地质环境现状,建设滨海湿地野外生态地质观测基地,开展湿地功能原位监测,滨海湿地生态系统固碳效率影响因素调查与监测,初步查明湿地水-沉积物-生境生态环境地质特征;同时开展滨海湿地生态地质环境对气候变化、海平面上升及人类活动响应等领域研究,建立滨海湿地生态系统固碳效率评价技术方法体系。

    目前,服务沿海生态地质环境保护和优化国土空间开发建设布局,也要求提高滨海湿地调查力度,需要地质资源环境信息支撑。同时,低碳经济的发展及滨海湿地蓝碳固碳,急需加强滨海湿地固碳的调查研究;沿海重大工程规划布局和建设,也需要全面提升湿地区域地质安全保障水平。

    滨海湿地调查是海岸带生态环境地质调查的关键,也是推进生态文明建设、保护海岸带生态环境的关键。湿地已成为地理、生态、环境保护、气候、水资源和生物多样性等诸多领域研究的热点和前沿科学,对滨海湿地的调查和研究具有重要科学价值。

     

    滨海湿地领域研究迈向新征程