商品详情
书名：中国海草分布、生态系统结构及碳通量遥感
定价：98.0
ISBN：9787030506450
作者：杨顶田 等
版次：1
出版时间：2017-03
内容提要：
本书着力于海草碳汇的研究方法、通量等方面的研究，首先讨论海草及碳汇的遥感监测方法，对卫星遥感海草的水体校正进行阐述，然后对单种海草的分布进行作图。在海草生态系统结构方面，着重讨论海南海草床和广西海草床的结构。在此基础上，对海草生态系统中的附生生物、细菌以及浮游植物、浮游动物和底栖生物分别进行探讨。本书还分别讨论山东、台湾及海南海草床的碳通量。虽然海草净初级生产力只有 500g C/(m2·a)，但海草床的年埋藏量可以达到 14kg C/(m2·a)，远高出海草本身的初级生产力。
目录：
目录
绪论 1
**篇 海草碳通量遥感研究进展及调查方法
**章 海草生态系统碳汇及调查计划 9
**节 海草生态系统及碳汇的重要性 9
第二节 国内外海草的调查及计划 12
一、国外关于海草生态系统本底调查 12
二、国内关于海草生态系统本底调查 15
第三节 海草的卫星遥感监测技术研究进展 16
第四节 海草信息遥感提取的水体校正模型 24
第五节 海草生态系统碳通量的卫星遥感检测 30
第二章 辐射传输模型在海草底质信息提取中的应用 47
**节 水体、大气对海草光谱的影响 47
第二节 辐射传输模型 48
第三节 典型海区的海草光谱特征 50
第四节 海草地物光谱分析 56
第五节 海草的卫星遥感检测 70
一、海草遥感监测的可行性分析 70
二、海草分布的卫星遥感监测 70
第六节 海草分布变化分析 74
第三章 海草碳汇现场调查研究方法 77
**节 海草生态系统碳通量评估方法 77
一、海草覆盖度观测方法 77
二、传统的初级生产力测量方法 80
三、生物光学模式（bio-optical model） 81
四、海草床中捕食通量的碳同位素法测量 83
第二节 荧光技术在海草初级生产力监测方面的仪器和原理 83
第三节 海草的降解作用和测量方法 87
第四节 影响海草固碳的因素 89
第五节 相关观测仪器的制作 90
第二篇 我国海草分布
第四章 我国海草的总体分布 97
第五章 我国海草种类的区域分布 106
一、大叶藻 106
二、矮大叶藻 107
三、泰来藻 108
四、海菖蒲 109
五、二药藻 109
六、川蔓藻 110
七、海神草 112
八、贝克喜盐草 113
九、齿叶海神草 114
十、齿叶丝粉藻 115
十一、丛生大叶藻 116
十二、喜盐草 117
十三、黑纤维虾海藻 119
十四、红纤维虾海藻 120
十五、具毛喜盐草 121
十六、丝粉藻 122
十七、小喜盐草 123
十八、羽叶二药藻 124
十九、针叶藻 125
第三篇 海草场生态系统的结构与功能
第六章 海南省典型海草生态系统的结构 131
**节 海南省海草床总体状况 131
第二节 泰来藻海草床 133
第三节 海菖蒲海草床 135
第四节 海草床大型底栖生物群落 137
第七章 海草床中的附生生物及影响因素 140
第八章 海草生态系统中微生物群落 149
**节 新村港和三亚湾细菌、聚球藻数量和碳含量 149
第二节 海草附着的放线菌 154
一、海草中的放线菌资源 154
二、海草中细菌和放线菌种类和丰度的影响因素 156
第三节 海草床中的固氮微生物 158
第九章 海草床中的浮游生物 162
**节 新村港海草床中的浮游种类及数量 162
第二节 海南椰林湾海草床中的浮游生物 165
第三节 广东流沙湾海草床中的浮游生物 166
第四节 广西海草床中的浮游生物 167
第五节 广东柘林湾海的浮游植物 167
第六节 桑沟湾海草床中的浮游植物 168
第四篇 海草生态系统中的碳通量
第十章 海草蓝色碳汇的总论 171
**节 全球海草固碳总量 171
第二节 海草床固碳途径 172
第十一章 海南新村港海菖蒲生物量和碳储存 175
**节 海菖蒲的茎枝特征 175
第二节 海菖蒲生物量和茎枝密度 179
第三节 海南岛各调查区海草生物量 182
第十二章 新村港泰来藻生物量和生产力的季节变化 183
**节 新村港采样地的海草和生态环境 183
第二节 新村港泰来藻的生产力 189
第三节 新村港水体中细菌碳和碳流向 200
第十三章 大叶藻海草碳通量 204
**节 天鹅湖大叶藻的生产力 204
第二节 青岛湾大叶藻的生产力 204
第三节 桑沟湾大叶藻场系统碳汇扩增力 205
第四节 荣城俚岛海草生物量 207
第十四章 台湾典型区域海草的碳通量 209
**节 东沙岛海草碳通量 209
第二节 垦丁海草碳通量 210
第三节 金门海草碳通量 210
第四节 高美湿地中海草碳通量 211
第十五章 影响海草生物量和生产力的环境因素 212
**节 非生物因素 212
第二节 生物因素 217
第十六章 台风对海草生态系统的影响 225
附录1：国家海洋公报中海草状况 229
附录2：海草保护区 234
附录3：海草观测站 236
附录4：图版 237
附录5：彩图 247
在线试读：
绪 论
工业革命以来，人类活动对全球生态系统的破坏严重扰乱了全球各碳库间的平衡。目前，全球CO2年排放量为72～100亿吨碳（Trumper et al.，2009），大气中的碳含量正在以约每年20亿吨碳的速度增加（Houghton，2007），2009年大气中CO2的浓度已达到387mg/m3（图0-1）。CO2是大气中*重要的温室气体，对温室效应和全球气候变暖的贡献中占70%（于洪贤等，2010），大气CO2浓度的剧烈上升，导致全球气候变化，并对生态系统的组成、结构和功能产生深刻的影响，对全球的气候模式、粮食生产，以及人类的生活和生计造成的影响越来越大。在今后的几十年，粮食安全、社会发展、经济发展和人类发展都将受到严重危害（Nellemann et al.，2009）。为应对全球变暖和生态系统的变化，发展低碳经济已成为各国政府的战略选择，其核心是降低大气CO2等温室气体的含量。目前，各国采取多种措施致力于温室气体的减排，其中加强碳汇能力是减少温室气体排放的重要补充，在缓解气候变化方面发挥着重要的作用，也是发达国家减排温室气体的基本政策和措施之一。人类活动释放CO2，其中45%的CO2集聚在空气中，55%的CO2通过自然生态系统转移，因此，自然生态系统的碳汇功能具有不可忽视的作用，在这里，自然界的碳汇指的是从大气中移走CO2等温室气体的任何过程、活动和机制（IPCC，2007）。
图0-1 大气中CO2浓度的变化（数据来源NOAA）
海洋是地球气候的缓冲器，通过吸收CO2降低其在大气中的浓度，从而减缓全球升温效应。自工业时代以来，海洋吸收的CO2约占人为CO2排放总量的1/3（Sabine and Feely，2007）。海洋蕴藏着丰富的碳汇，是我国推进温室气体减排、缓和国际压力、促进产业结构优化的新空间。因此，海洋碳汇的研究已受到人类的普遍关注，也是2010年哥本哈根全球气候峰会的主要议题之一。
海洋是地球上*大的碳库，在海洋生物的生长、水气界面物质交换、海岸带促淤造陆等动态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，整个海洋含碳总量达到39万亿吨，约占地球上碳总量的93%，在全球碳循环中起着重要的作用，每年大约有900亿吨CO2参与海洋循环（González et al.，2008）。另外，海洋不仅能长期储存碳，还可以对CO2进行重新分配，是影响全球变化的关键控制环节。研究表明，在过去的20年，海洋对碳的吸收为每年20～22亿吨碳（Gurney et al.，2002；Plattner et al.，2002；Sabine et al.，2004；Bender et al.，2005，Miller et al.，2005，Manning and Keeling，2006）。海洋碳汇功能主要通过两种形式实现，一种是物理泵，即CO2从大气—海水表面—深海的水动力输送过程；二是生物泵，即海水中的CO2通过海洋植物的光合作用，将无机碳转化为有机碳，并通过食物链能量传递，一部分海洋生物被人类收获利用而实现“碳转移”，另一部分则随着生物代谢和死亡，形成颗粒碳沉积于海底。物理泵和生物泵的这些固碳机制都紧密地联系在一起，维持着微妙的平衡，并影响海洋的碳汇能力。其中生物泵是海洋碳汇的主要形式，生物泵本身的净效应是把大气中的CO2浓度保持在没有该效应情况下的浓度的30%左右（Siegenthaler and Sarmiento，1993），并增强海洋表层对CO2的吸收，影响CO2的溶解值，把碳转移到深海。根据联合国《蓝碳》报告，海洋生物生长的地区还不到全球海底面积的0.5%，却捕获了地球上超过一半（55%）的生物碳，其中海洋植物的碳捕获能量极为强大和高效，虽然它们的总量只有陆生植物的0.05%，但它们的碳储量（循环量）却与陆生植物相当，其中有超过一半或高达71%的碳被海洋植物捕集转化为海洋沉积物，形成植物的蓝色碳捕集和移出通道。
海洋大型植物中海草床、红树林和藻类存储了海底埋藏的碳的一半，每年可存储16.5亿吨CO2，几乎占全球交通排放的CO2的一半，成为地球上*密集的碳储存器，并且这种移出的生物碳可以在海洋中储存上千年（Mateo et al.，1997）。因此，海洋大型植物作为海洋生态系统组成中的重要部分，其碳循环过程和特征的研究在海洋生态系统碳循环中占有重要的地位，而海洋大型植物碳汇潜力及其影响因素的研究在全球气候变化框架下也成为提高碳汇能力，降低温室效应的研究热点。
海洋大型植物固碳是海洋碳汇的重要组成部分，它通过光合作用把吸收的CO2以有机物的形式固存（Duarte and Cebrián，1996；Gattuso et al.，1998；Duarte et al.，2005），从而有效地去除大气中的CO2，并支持着生态系统功能。一部分过量的CO2被输送出去为邻近的生态系统所利用，包括开阔洋和海滩生态系统（Duarte and Cebrián，1996；Bouillon et al.，2008）。海草、红树林、海藻林和盐沼植物是生物圈中*密集的自然碳汇之一，它可以把富余的有机物产量埋藏在沉积物中，其生产力堪比*强的农作物（Duarte and Chiscano，1999）海草（图0-2），虽然其面积不到海底面积的0.2%，但埋藏力惊人，每年为全球埋藏120～329百万吨碳（Duarte et al.，2005），是开阔海洋平均埋藏率的180倍，并且时间可达千年之久（Mateo et al.，1997）。特别是海岸带的海草，其有机物质累积可以增加海底海床，有的沉积层甚至可以达到3m。另外，海洋大型植物的树冠能捕获水流携带的颗粒，减少对叶子的冲击力（Hendriks et al.，2007），从而促进沉积作用并减少沉积物再悬浮（Gacia and Duarte，2001）。因此，海草等海洋大型植物在减缓全球变暖方面存在巨大的潜力（Nellemann et al.，2009）。
图0-2 海草可以沉积碳达千年之久
图片来源：http：//www.nature.com/ngeo/journal/v5/n7/full/ngeo1477.html；Photo credit：Miguel Angel Mateo
为此，国家自然科学基金项目资助了“基于卫星遥感和现场观测的南海海岸带海草生态系统碳通量和碳循环研究”（编号41176161）和国家自然科学基金海峡两岸重点项目“基于卫星遥感和现场观测的人类活动对海峡两岸海草影响研究”（编号U1405234）。这些项目的主要目标是，以我国海草为研究对象，研究海草在海岸带的分布以及碳汇通量以及人类活动对海草的影响机理。
参考文献
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定价：98.0
ISBN：9787030506450
作者：杨顶田 等
版次：1
出版时间：2017-03
内容提要：
本书着力于海草碳汇的研究方法、通量等方面的研究，首先讨论海草及碳汇的遥感监测方法，对卫星遥感海草的水体校正进行阐述，然后对单种海草的分布进行作图。在海草生态系统结构方面，着重讨论海南海草床和广西海草床的结构。在此基础上，对海草生态系统中的附生生物、细菌以及浮游植物、浮游动物和底栖生物分别进行探讨。本书还分别讨论山东、台湾及海南海草床的碳通量。虽然海草净初级生产力只有 500g C/(m2·a)，但海草床的年埋藏量可以达到 14kg C/(m2·a)，远高出海草本身的初级生产力。
目录：
目录
绪论 1
**篇 海草碳通量遥感研究进展及调查方法
**章 海草生态系统碳汇及调查计划 9
**节 海草生态系统及碳汇的重要性 9
第二节 国内外海草的调查及计划 12
一、国外关于海草生态系统本底调查 12
二、国内关于海草生态系统本底调查 15
第三节 海草的卫星遥感监测技术研究进展 16
第四节 海草信息遥感提取的水体校正模型 24
第五节 海草生态系统碳通量的卫星遥感检测 30
第二章 辐射传输模型在海草底质信息提取中的应用 47
**节 水体、大气对海草光谱的影响 47
第二节 辐射传输模型 48
第三节 典型海区的海草光谱特征 50
第四节 海草地物光谱分析 56
第五节 海草的卫星遥感检测 70
一、海草遥感监测的可行性分析 70
二、海草分布的卫星遥感监测 70
第六节 海草分布变化分析 74
第三章 海草碳汇现场调查研究方法 77
**节 海草生态系统碳通量评估方法 77
一、海草覆盖度观测方法 77
二、传统的初级生产力测量方法 80
三、生物光学模式（bio-optical model） 81
四、海草床中捕食通量的碳同位素法测量 83
第二节 荧光技术在海草初级生产力监测方面的仪器和原理 83
第三节 海草的降解作用和测量方法 87
第四节 影响海草固碳的因素 89
第五节 相关观测仪器的制作 90
第二篇 我国海草分布
第四章 我国海草的总体分布 97
第五章 我国海草种类的区域分布 106
一、大叶藻 106
二、矮大叶藻 107
三、泰来藻 108
四、海菖蒲 109
五、二药藻 109
六、川蔓藻 110
七、海神草 112
八、贝克喜盐草 113
九、齿叶海神草 114
十、齿叶丝粉藻 115
十一、丛生大叶藻 116
十二、喜盐草 117
十三、黑纤维虾海藻 119
十四、红纤维虾海藻 120
十五、具毛喜盐草 121
十六、丝粉藻 122
十七、小喜盐草 123
十八、羽叶二药藻 124
十九、针叶藻 125
第三篇 海草场生态系统的结构与功能
第六章 海南省典型海草生态系统的结构 131
**节 海南省海草床总体状况 131
第二节 泰来藻海草床 133
第三节 海菖蒲海草床 135
第四节 海草床大型底栖生物群落 137
第七章 海草床中的附生生物及影响因素 140
第八章 海草生态系统中微生物群落 149
**节 新村港和三亚湾细菌、聚球藻数量和碳含量 149
第二节 海草附着的放线菌 154
一、海草中的放线菌资源 154
二、海草中细菌和放线菌种类和丰度的影响因素 156
第三节 海草床中的固氮微生物 158
第九章 海草床中的浮游生物 162
**节 新村港海草床中的浮游种类及数量 162
第二节 海南椰林湾海草床中的浮游生物 165
第三节 广东流沙湾海草床中的浮游生物 166
第四节 广西海草床中的浮游生物 167
第五节 广东柘林湾海的浮游植物 167
第六节 桑沟湾海草床中的浮游植物 168
第四篇 海草生态系统中的碳通量
第十章 海草蓝色碳汇的总论 171
**节 全球海草固碳总量 171
第二节 海草床固碳途径 172
第十一章 海南新村港海菖蒲生物量和碳储存 175
**节 海菖蒲的茎枝特征 175
第二节 海菖蒲生物量和茎枝密度 179
第三节 海南岛各调查区海草生物量 182
第十二章 新村港泰来藻生物量和生产力的季节变化 183
**节 新村港采样地的海草和生态环境 183
第二节 新村港泰来藻的生产力 189
第三节 新村港水体中细菌碳和碳流向 200
第十三章 大叶藻海草碳通量 204
**节 天鹅湖大叶藻的生产力 204
第二节 青岛湾大叶藻的生产力 204
第三节 桑沟湾大叶藻场系统碳汇扩增力 205
第四节 荣城俚岛海草生物量 207
第十四章 台湾典型区域海草的碳通量 209
**节 东沙岛海草碳通量 209
第二节 垦丁海草碳通量 210
第三节 金门海草碳通量 210
第四节 高美湿地中海草碳通量 211
第十五章 影响海草生物量和生产力的环境因素 212
**节 非生物因素 212
第二节 生物因素 217
第十六章 台风对海草生态系统的影响 225
附录1：国家海洋公报中海草状况 229
附录2：海草保护区 234
附录3：海草观测站 236
附录4：图版 237
附录5：彩图 247
在线试读：
绪 论
工业革命以来，人类活动对全球生态系统的破坏严重扰乱了全球各碳库间的平衡。目前，全球CO2年排放量为72～100亿吨碳（Trumper et al.，2009），大气中的碳含量正在以约每年20亿吨碳的速度增加（Houghton，2007），2009年大气中CO2的浓度已达到387mg/m3（图0-1）。CO2是大气中*重要的温室气体，对温室效应和全球气候变暖的贡献中占70%（于洪贤等，2010），大气CO2浓度的剧烈上升，导致全球气候变化，并对生态系统的组成、结构和功能产生深刻的影响，对全球的气候模式、粮食生产，以及人类的生活和生计造成的影响越来越大。在今后的几十年，粮食安全、社会发展、经济发展和人类发展都将受到严重危害（Nellemann et al.，2009）。为应对全球变暖和生态系统的变化，发展低碳经济已成为各国政府的战略选择，其核心是降低大气CO2等温室气体的含量。目前，各国采取多种措施致力于温室气体的减排，其中加强碳汇能力是减少温室气体排放的重要补充，在缓解气候变化方面发挥着重要的作用，也是发达国家减排温室气体的基本政策和措施之一。人类活动释放CO2，其中45%的CO2集聚在空气中，55%的CO2通过自然生态系统转移，因此，自然生态系统的碳汇功能具有不可忽视的作用，在这里，自然界的碳汇指的是从大气中移走CO2等温室气体的任何过程、活动和机制（IPCC，2007）。
图0-1 大气中CO2浓度的变化（数据来源NOAA）
海洋是地球气候的缓冲器，通过吸收CO2降低其在大气中的浓度，从而减缓全球升温效应。自工业时代以来，海洋吸收的CO2约占人为CO2排放总量的1/3（Sabine and Feely，2007）。海洋蕴藏着丰富的碳汇，是我国推进温室气体减排、缓和国际压力、促进产业结构优化的新空间。因此，海洋碳汇的研究已受到人类的普遍关注，也是2010年哥本哈根全球气候峰会的主要议题之一。
海洋是地球上*大的碳库，在海洋生物的生长、水气界面物质交换、海岸带促淤造陆等动态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，整个海洋含碳总量达到39万亿吨，约占地球上碳总量的93%，在全球碳循环中起着重要的作用，每年大约有900亿吨CO2参与海洋循环（González et al.，2008）。另外，海洋不仅能长期储存碳，还可以对CO2进行重新分配，是影响全球变化的关键控制环节。研究表明，在过去的20年，海洋对碳的吸收为每年20～22亿吨碳（Gurney et al.，2002；Plattner et al.，2002；Sabine et al.，2004；Bender et al.，2005，Miller et al.，2005，Manning and Keeling，2006）。海洋碳汇功能主要通过两种形式实现，一种是物理泵，即CO2从大气—海水表面—深海的水动力输送过程；二是生物泵，即海水中的CO2通过海洋植物的光合作用，将无机碳转化为有机碳，并通过食物链能量传递，一部分海洋生物被人类收获利用而实现“碳转移”，另一部分则随着生物代谢和死亡，形成颗粒碳沉积于海底。物理泵和生物泵的这些固碳机制都紧密地联系在一起，维持着微妙的平衡，并影响海洋的碳汇能力。其中生物泵是海洋碳汇的主要形式，生物泵本身的净效应是把大气中的CO2浓度保持在没有该效应情况下的浓度的30%左右（Siegenthaler and Sarmiento，1993），并增强海洋表层对CO2的吸收，影响CO2的溶解值，把碳转移到深海。根据联合国《蓝碳》报告，海洋生物生长的地区还不到全球海底面积的0.5%，却捕获了地球上超过一半（55%）的生物碳，其中海洋植物的碳捕获能量极为强大和高效，虽然它们的总量只有陆生植物的0.05%，但它们的碳储量（循环量）却与陆生植物相当，其中有超过一半或高达71%的碳被海洋植物捕集转化为海洋沉积物，形成植物的蓝色碳捕集和移出通道。
海洋大型植物中海草床、红树林和藻类存储了海底埋藏的碳的一半，每年可存储16.5亿吨CO2，几乎占全球交通排放的CO2的一半，成为地球上*密集的碳储存器，并且这种移出的生物碳可以在海洋中储存上千年（Mateo et al.，1997）。因此，海洋大型植物作为海洋生态系统组成中的重要部分，其碳循环过程和特征的研究在海洋生态系统碳循环中占有重要的地位，而海洋大型植物碳汇潜力及其影响因素的研究在全球气候变化框架下也成为提高碳汇能力，降低温室效应的研究热点。
海洋大型植物固碳是海洋碳汇的重要组成部分，它通过光合作用把吸收的CO2以有机物的形式固存（Duarte and Cebrián，1996；Gattuso et al.，1998；Duarte et al.，2005），从而有效地去除大气中的CO2，并支持着生态系统功能。一部分过量的CO2被输送出去为邻近的生态系统所利用，包括开阔洋和海滩生态系统（Duarte and Cebrián，1996；Bouillon et al.，2008）。海草、红树林、海藻林和盐沼植物是生物圈中*密集的自然碳汇之一，它可以把富余的有机物产量埋藏在沉积物中，其生产力堪比*强的农作物（Duarte and Chiscano，1999）海草（图0-2），虽然其面积不到海底面积的0.2%，但埋藏力惊人，每年为全球埋藏120～329百万吨碳（Duarte et al.，2005），是开阔海洋平均埋藏率的180倍，并且时间可达千年之久（Mateo et al.，1997）。特别是海岸带的海草，其有机物质累积可以增加海底海床，有的沉积层甚至可以达到3m。另外，海洋大型植物的树冠能捕获水流携带的颗粒，减少对叶子的冲击力（Hendriks et al.，2007），从而促进沉积作用并减少沉积物再悬浮（Gacia and Duarte，2001）。因此，海草等海洋大型植物在减缓全球变暖方面存在巨大的潜力（Nellemann et al.，2009）。
图0-2 海草可以沉积碳达千年之久
图片来源：http：//www.nature.com/ngeo/journal/v5/n7/full/ngeo1477.html；Photo credit：Miguel Angel Mateo
为此，国家自然科学基金项目资助了“基于卫星遥感和现场观测的南海海岸带海草生态系统碳通量和碳循环研究”（编号41176161）和国家自然科学基金海峡两岸重点项目“基于卫星遥感和现场观测的人类活动对海峡两岸海草影响研究”（编号U1405234）。这些项目的主要目标是，以我国海草为研究对象，研究海草在海岸带的分布以及碳汇通量以及人类活动对海草的影响机理。
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