贝类养殖区CO2释放量化新模型的应用研究

海水贝类钙化过程将产生 CO₂, 但由于不同养殖海区碳酸盐体系组成差异大, 需要在考虑海区碳酸盐体系变化特征的基础上更精确地量化该过程导致的 CO₂ 释放量。本研究将各种生物地球化学过程中产生的 CO₂ 源/汇效应强度定义为 Φ, 在钙化作用过程中, Φ_cal 值可表示特定海区水文条件下, 贝壳钙化作用实际释放到大气中的 CO₂ 与该过程产生的 CO₂ 的比率。应用新碳酸盐化学模型计算结果显示: Φ_cal 值呈现季节变化特点, 胶州湾、桑沟湾和深澳湾的 Φ_cal 值均为夏季最低; 养殖海区内碳酸盐系统的区域性差异可改变 Φ_cal 值, 胶州湾、桑沟湾和深澳湾的平均 Φ_cal 值分别为 0.79, 0.72 和 0.72; 在贝类主要生长季节(3―7 月), 养殖海区的 Φ_cal 值呈现下降趋势, 此外, 多项式拟合结果表明胶州湾海区该阶段 Φ_cal 值随温度的上升而降低。在温度高于 18 ℃后, Φ_cal 值下降的速度逐渐加快。 Pearson 相关分析表明, 胶州湾内 Φ_cal 值与表层海水的 CO₂ 分压相关性极显著(P＜0.01)。最后, 基于模型计算的胶州湾内 Φ_cal 值水平, 按胶州湾菲律宾蛤仔年产量 3.2×10⁵ t 计, 胶州湾养殖菲律宾蛤仔贝壳生长部分预计每年向大气中排放约 1.084×10⁵ t CO₂。本研究初步证实 Φ_cal 可在考虑海区碳酸盐体系特征的基础上, 更精确地量化贝类钙化作用导致的 CO₂ 释放量, 为后续的贝类的碳源/碳汇过程研究提供一定的参考。

Study on the applications of a new model for quantifying CO2 emissionin shellfish culture areas