碳储量在格的小河口红树林和Mtimbwani,坦噶,坦桑尼亚

文摘

红树林提供重要的生态系统服务,包括他们的高固碳能力和长袜。然而,他们面临着快速退化和损失的生态弹性特别在地区范围内由于人类的压力。我们进行了库存的红树林描述林分结构和碳储量估算格的小河口红树林和Mtimbwani坦噶,坦桑尼亚。森林结构、碳(AGC),地上和地下碳(BGC)特征。土壤碳估计1米深度使用损失点火过程。确定了由六个常见红树林物种矮小(Forsk)。Vierh。和大片mucronata拉马克。林分密度和基底面积是1740公顷⁻¹和17.2²哈⁻¹格和2334公顷⁻¹和30.3²哈⁻¹Mtimbwani。生态系统碳储量总量414.6毫克C公顷⁻¹格为684.9毫克C公顷⁻¹Mtimbwani。土壤碳贡献了超过65%的这些股票,随深度。中部地区的红树林碳储量最高。这些数据证明了红树林碳潜力的项目和提供基线监测、报告和验证(MRV)支持的项目。

1。介绍

红树林发生在破碎站几乎整个海岸线坦桑尼亚大陆。红树林在河在封闭的海湾、河口三角洲和湖,潮汐小溪。尽管代表只有0.3%(108000 - 115000公顷)的森林面积在全国(1,2),这些森林提供多种生态系统服务包括木材和nonwood产品;缓冲和沿海土地属性(1,3];和支持渔业作为托儿所,喂食,和住所的理由很多商业上最重要的鱼类和无脊椎动物(4- - - - - -6]。从全球来看,据报道,红树林是五倍有效碳汇相比其他形式的陆地森林(7- - - - - -9]。然而,存在着大量的非线性红树林生态系统提供的服务不同形态(8,10)阻碍普遍估计的红树林生态系统的固碳和股票由当地条件复杂的气候和土壤等因素;森林年龄增长,结构;利用和管理制度的各自的森林3,7,11- - - - - -13]。因此,有一个相当大的地方知识差距和不确定性有关碳封存碳池大小和可变性的红树林(内14,15]。尽管如此,报告的红树林碳汇高速率提供了全球福利在缓解气候变化的影响9,13,14),展示了潜力增强通过社区生计可持续保护碳市场计划(16,17]。

像在许多其他国家,红树林发生,过度开采和其他土地用途转换太阳能盐田、水产养殖、农业和城市扩张是坦桑尼亚的主要威胁红树林(1,18]。尽管全球红树林损失近似率以每年1 - 2% (19- - - - - -21),有变化在区域、国家和地方的鳞片。在坦桑尼亚,粮农组织(22]红树林的速度估计损失约为每年0.7%。在大多数情况下,在地区范围内,没有可靠的记录,他们的存在,他们是潜在的日期(2]。一般来说,红树林退化危害的能力提供生态系统货物和服务(7),但失去的全部含义并不好理解和欣赏。这需要紧急行动来设计和实现新的有效的保护策略,以保护和恢复红树林维持生态系统服务,他们提供(21,23,24]。

近年来,国际气候变化协议强调了减少伐林和林地退化造成的碳排放(REDD)作为一个可能的具有成本效益的策略来减轻气候变化的影响(7,14,25]。在维持森林碳减排目标商店通过金融激励森林保护,例如,碳排放信用(26]。与新兴市场涉及碳信用的保护策略等方案的REDD +(减少砍伐森林和森林退化产生的排放,可持续管理的森林,和增强发展中国家的森林碳储量)和PES(支付生态系统服务),红树林现在越来越被认为是有前途的自然碳捕获和长期存储的解决方案将在议程的讨论气候变化适应机制由于其高碳封存(7,8,14]。这的认股权证在红树林碳储量的估计。在本文中,我们报告的结果库存格的红树林和Mtimbwani村庄东北部地区的坦噶,坦桑尼亚,旨在描述树组成和结构;(2)估计碳储量;和(3)演示基于社区的碳市场项目的潜力。

2。材料和方法

2.1。研究网站的描述

格村约26公里的南部城市坦噶而Mtimbwani村16公里以北的城市在坦桑尼亚北部海岸(图1)。格的红树林约84公顷,由Bongoa美联储季节性河流而Mtimbwani约有326公顷和接收从Ngole河全年淡水放电。常见的物种在森林矮小(Forsk)。Vierh。大片mucronata拉马克,Ceriops塔加路族语(穗青葱。)c·b·罗宾逊Sonneratia阿尔巴j·史密斯,工业gymnorrhiza(l)拉马克,Xylocarpus granatum康尼锡。森林获得正常的潮汐淹没一天两次虽然潮汐影响的程度在旱季降雨和上游各不相同。平均年降水量在1100毫米和1900毫米之间,相对湿度的晚上,白天约76%和96%,平均大气温度范围从18°C到35°C。

2.2。抽样的情节

每个红树林网站分为三个区沿河梯度使用潮差为标准:从海洋向陆地低,中期,和上区。在每一个区,四个循环嵌套块10米半径(27)间隔大约在200建立了,总共十二个抽样情节/每个站点(图1)。情节位置预定在谷歌地球(GE),坐标记录在现场工作,达成的援助手持GPS接收器(64年代Garmin GPSMAP)。

2.3。植被的库存

红树林库存协议被考夫曼和Donato [27)被采用,并相应地修改套件当地条件。在每一个情节,所有的树木与< 2.5厘米直径茎数和分组幼苗的物种。树木与≥2.5厘米茎胸径(DBH,离地面1.3米)被确定为胸径物种和测量(cm)和高度(米)。高跷扎根R。mucronata最高,胸径测量30厘米以上根(28]。站几乎无用的树定义根据他们的死亡状态。树的树枝,像住树,被归类为“状态1,“树大分支只有“状态2”和树木树干(树干),没有分支机构,为“状态3。“死亡,倒下的木头,line-intersect方法用于计算和测量十字路口的伍迪块直径> 7.6厘米沿着垂直采样平面(样)。为目的的退化,树桩被数(不管他们的物种27]。

2.4。土壤采样的碳

土壤核心检索从每个抽样的中心情节到1米深使用多级沉积物岩心取样器(AMS, Inc .)、美国瀑布,美国)。岩心取样器的完整是稳步垂直插入各深度土壤阶段。土壤样本的数据划分段深度检索0 30厘米,30 - 60厘米,60 - 100厘米。每个检索核心在5厘米细分,每一段深度的平均值被用于分析。

2.5。数据分析

2.5.1。森林结构和组成

森林调查数据处理使用标准分析程序所描述的凯和Novelli29日)获得林分特点:频率分布,密度(茎公顷⁻¹),底面积(m²哈⁻¹)、相对频率(1),相对密度(2)和相对优势(3)。每个物种的生态重要性值(IV)测定总结各自的相对频率,相对密度和相对优势。重要性措施相对优势物种的标准频率发生的物种数量和面积占据了一个社区。第四达到最高的物种被认为是主要的物种: 在哪里物种树采样的数量吗;物种的数量;情节中,物种的数量吗发生,乘以100。

2.5.2。以上,地下生物量和碳池

地上生物量(AGB)和地下生物量估计(BGB)起源于生活树一般异速生长的使用方程(4)和(5),分别由Komiyama et al。28,30.]: AGB和BGB生物质(公斤)、胸径胸径(cm),然后呢是平均一般木材密度(0.752 g厘米⁻³)。这些一般方程和木材密度被使用,因为当地或地区特有的模型和各自的木材密度的物种尚未建立和发展。

生物质站死木头是通过所谓的生物量比例因子的减法生活树派生的一般公式占叶和枝生物量的损失。站死树的状态1和地位2、因素2.5%和10%的生物质生活树减去,分别。状态3,站死树,倒下的死木头生物量估计通过分解平均木材密度(0.752 g厘米⁻³无用的体积。倒下的死木头体积计算使用(6布朗)(31日]: 是恒定的;是相交部分的直径大死木头(cm),然后呢大尺寸的样线的长度是类(m)。

获得地上碳(AGC)和地下碳密度(BGC),默认值的碳浓度使用:0.48地上住树,0.39 0.5死亡,倒下的树木,考夫曼和Donato地下根所显示27和霍华德et al。32]。

2.5.3。土壤碳池

干式燃烧法分析土壤碳。土壤样本60°C到恒重干至少72小时,然后称重前允许冷却至室温。冷却样品称重和用于体积密度的决心。体积密度(g厘米⁻³)是由(g)烘干的土样质量除以体积(cm⁻³)的样本: 20克的烤箱干子样品从每个样本点燃在马弗炉(英国空军联队11/7,狼实验室有限公司)在5个小时的540°C。之间的差异得到干重和点燃重量(损失点火,缺失表明有机质含量用百分比表示(%)法则 土壤碳密度决定 获得有机碳浓度(% C),一个方程提出了考夫曼和Donato27采用:

2.5.4。总生态系统碳股票

评估生态系统碳密度是由加法的所有组件碳储量的地上,地下和土壤。

2.5.5。统计测试

统计测试进行描述性和推论统计森林库存变量。平均值受到单向方差分析(方差分析)在0.05的显著性水平的差异意味着森林密度、基底面积、树桩、再生,和碳储量之间的内部和网站。

3所示。结果

3.1。森林结构和组成

摘要森林结构特征提出了站在桌子上1。六种红树林被发现在这两个网站。一个。玛丽娜是最频繁的观察和优势种网站。至少观察到的物种B。gymnorrhiza,而年代。阿尔巴至少是优势种的。的密度,R。mucronata在格相对干密度高(58.9%)和Mtimbwani(41.8%)而年代。阿尔巴至少是造成物种干密度在两格(0.8%)和Mtimbwani (1.1%)。基于他们的静脉注射,R。mucronata格的主要物种,一个。玛丽娜在Mtimbwani。幼苗和树苗R。mucronata和一个。玛丽娜在两个地点最丰富。

红树林的Mtimbwani高意味着干密度在三个地区相比,格红树林(图2(一个))。在这两个网站,中部地区最高的意思是干密度(格=茎哈⁻¹和Mtimbwani =茎哈⁻¹比其他区域)但不是右派不同网站之间的()和区域内(格和Mtimbwani)。为基础的地区,差异显著()网站之间Mtimbwani网站有大意味着基底面积比格(图2 (b))。中期区域代表大基底地区格(米²哈⁻¹)和Mtimbwani (米²哈⁻¹)虽然在格区域之间的差异不显著()和Mtimbwani ()。

树桩的平均数量没有明显不同(格和Mtimbwani网站之间(图2 (c))。比较区域内显示显著差异()的意思是树桩数最高的区格的红树林之间数上区域(树桩哈⁻¹)。在Mtimbwani,意味着树桩数差异不显著()之间的区域虽然低区有较高的计数(树桩哈⁻¹)。更少的树桩是两个站点数年中区。总的来说,格意味着幼苗数量显著高于Mtimbwani (;图2 (d))。意味着种子和树苗数没有明显不同区域在两个格()和Mtimbwani ()虽然在中期计数高格扎带(Mtimbwani)和较低的区域()。

3.2。以上,地下碳储量

AGC的差异和BGC密度显著不同网站(格和Mtimbwani)。在AGC没有显著差异()和BGC ()之间的区格但Mtimbwani AGC差异显著()和BGC ()中期区相比,有更高的AGC和BGC上下区(图3)。站住树贡献了超过70%的AGC(表2)。平均而言,BGC格和Mtimbwani代表24.26%和21.93%,分别的植物碳。

3.3。红树林土壤碳储量

3.3.1。垂直剖面的碳储量

通用概要文件意味着土壤容重和碳股票在不同深度总结表3。平均体积密度随深度和土壤碳密度显著降低在这两个网站,格(,)和Mtimbwani (,)。前30厘米高碳密度相比,30 - 60厘米,60 - 100厘米,证明高C %在土壤表层。

3.3.2。水平剖面土壤碳储量

一般来说,红树林Mtimbwani明显()意味着在所有区域土壤碳密度高于格。土壤碳密度的变化是显著不同区域内格()和Mtimbwani ()。中部地区有最高的意思是土壤碳密度比上下区域在两个网站(表4)。

3.3.3。总碳储量

Mtimbwani总生态系统碳股票为684.99毫克C公顷⁻¹格是414.64毫克C公顷⁻¹(图4)。土壤碳池是全碳股票的主要贡献者,Mtimbwani和格占67.43%和75.08%,分别。在这两个网站BGC(根)不到10%的总碳股票。

4所示。讨论

4.1。植被的结构和组成

六个红树林物种被发现在两个站点一个。玛丽娜和R。mucronata高相对频率比其他物种。根据Ksawani et al。33不同种类的混合影响森林的健康和增强的碳存储。高频率的一个。玛丽娜和R。mucronata可能归因于他们的再生能力,尽管这些物种在高中使用偏好,尤其是后者(2]。哈马德et al。34)高频率的报道一个。玛丽娜和R。mucronata奔巴岛红树林的高使用偏好建造栅栏和柴火。苗高和树苗(2569公顷⁻¹)暗示高再生格森林里描绘了红树林在人类的压力比如薪材切割,波兰人,转换为盐田建设(2]。更高的树冠再生可能被打开了缺口,提高光可用性支持种子萌发和幼苗生长34,35]。

物种丰富度创造了稳定的生态系统,更有可能自给自足的事件收集压力(12]。Kirui et al。36Gazi湾)报道,物种丰富度的变化可能减少红树林生态系统的弹性,使它容易受到自然和人为活动。结果显示更高的干密度和更大的底面积相比,Mtimbwani格(数字2(一个)和2 (b))。但总的来说,格和Mtimbwani红树林遭受类似的开发模式,在很大程度上转化为太阳能盐生产。人类的影响压力由低底面积和干密度表示。虽然观察到的干密度和基底标准较低的地区森林的健康根据Bundotich et al。37],他们高相比,报告在该地区的其他领域。Kairo et al。38)报道,米达河表示树密度变化从1197年到1585年树木公顷⁻¹。最近Trettin et al。39)报道,上层树大赞比西河三角洲红树林平均2000棵树ha⁻¹。比较这两个研究地点,观察到更高的干密度和基底面积Mtimbwani可能归因于从Ngole淡水河流的影响,不像在格Bongoa河仅仅是季节性的。从上游淡水流入带来营养并创建微咸,红树林生长的一个重要方面。

中部地区有更高的干密度和基底区(数字2(一个)和2 (b)),这可能归因于可访问性,因为它同样报道了Mangora和找她40]。两端的森林很容易可以从陆地和海洋,以相对较少的努力收获所需的产品。大量的树桩上下区域(图中观察到2 (c))演示了这些区域的开发压力。尽管如此,观察到更高的基底地区类似报道Trettin et al。39]在赞比西河的成熟的红树林三角洲研究表明,红树林的网站仍然是可行的。红树林物种优势值表示一个。玛丽娜在两个站点覆盖大部分地区,尽管干密度低(表1)。这可能是由于大多数的事实一个。玛丽娜物种是规模大,表明物种削减相比更受家庭的物种Rhizophoraceae因此有机会长成大树。类似的解释了R。mucronata米达河(38)和Ngomeni森林(37),R。mucronata不是一个优势种,但干密度高。重要性值表示一个。玛丽娜和R。mucronata作为最常见的物种在这两个网站,建议恢复他们的潜力最大限度地增加碳储量和维持伍德股票。

4.2。以上,地下碳池(根)

站住树主要贡献者AGC随后站死树,倒下的树木(表2)。目前报道AGC格和Mtimbwani堪比那些报道Kirue et al。41和科恩et al。42]Gazi湾和她再往北一点的研究地点在肯尼亚边境,碳密度估计是125至226毫克C公顷⁻¹,最近报道的Trettin et al。39)的大型三角洲红树林赞比西河在莫桑比克,范围从111到483毫克公顷⁻¹但是超过那些报道科恩et al。42]Mtwapa溪(36.4毫克C公顷⁻¹C ha)和米达河(38.5毫克⁻¹)在肯尼亚和Sitoe et al。43]Sofala湾(33.3毫克C公顷⁻¹在莫桑比克)。变异的可能的解释可能是森林的结构特点33Mtimbwani),红树林和格相对大的底面积和高干密度,这也表明,低水平的退化。BGC至少(根)池的碳在土壤和AGC组件(图4)。尽管如此,获得报告的意思是估计BGC密度高于Sitoe et al。43)和Fatoyinbo et al。44在莫桑比克。这些差异的碳存储在根站点和区域之间可能通过养分循环的差异来解释,沉积物特征,以及相关的增长率(9,45]。

4.3。土壤碳池

土壤容重随深度增加而意味着土壤碳减少(表3)。类似的趋势被Lupembe报道(46]Rufiji三角洲(坦桑尼亚),拉赫曼et al。47在孙德尔本斯国家公园(孟加拉),Sitoe et al。43]Sofala湾(莫桑比克),斯金格et al。13在赞比西河三角洲(莫桑比克)。增加容重与土壤密实度的增加随着深度的增加,降低有机物浓度(13,32]这也解释了在上部土层高碳浓度的有机物质引发的生物活性,特别是乱沉积和分解在土壤表面,是高7,45]。

平均土壤碳密度估计1米深C Mg哈⁻¹格和C Mg哈⁻¹Mtimbwani。据估计土壤碳相媲美,琼斯从马达加斯加et al。16发现446.2毫克C公顷⁻¹。土壤碳密度的现值高于报道Sitoe et al。43)发现平均218.5毫克C公顷⁻¹Sofala湾(莫桑比克),但低于估计由考夫曼et al。48]的红树林Yap密克罗尼西亚(724.8毫克C公顷⁻¹)和Donato et al。7)的沿海边缘红树林C哈帕劳共和国(527.7毫克⁻¹)。特定场地的区别在森林结构、成分、剥削的历史和管理制度可以解释的变化和保证特定站点保护处方。

4.4。总生态系统碳储量

总生态系统碳储量是不同网站之间,C哈格414.6毫克⁻¹和Mtimbwani 684.9毫克C公顷⁻¹。这些值的范围内生态系统碳储量报告在该地区的其他网站(13,16,17,42,43从其他地区)和那些报道32,49),范围从55到800毫克C公顷⁻¹。更高的生态系统碳储量报告从印度-西太平洋海域值从830到1131毫克C公顷⁻¹(7,48]。的模式与潮汐梯度的碳密度,中部地区有大量库存。这可能是由于森林密度和基底区,类似于斯金格观察et al。13赞比西河三角洲。观察到的低密度区,中期的树桩暗示森林砍伐率低,进一步支持这个。其他报告显示,红树林碳储量站点和区域之间的差异可能是由于不同的森林年龄、森林保护和管理现状,土壤深度和土壤含水量(13,16,27),研究因素,需要进一步的研究。这些地方的影响因素表明,碳储量的估算红树林不能全面,尤其是对MRV和他们潜在的缓解和适应气候变化。

尽管红树林的差异对不同生态系统碳储量在世界各地,各种生态系统组件的相对贡献显示了类似的趋势。地上碳贡献了18.87%和25.41%的总生态系统碳密度估计在格和Mtimbwani,分别。考夫曼et al。48)报道,AGC占18到生态系统碳排放总量的25%。观察BGC密度也相干值报告的其他地方,包括6 - 23% (7]。类似于从其他评估报告(7,13,43,48),土壤碳池主要代表75.08%和67.43%的总格和Mtimbwani红树林生态系统碳股票,分别。本研究的土壤碳值和其他地区展示红树林土壤的作用作为一个重要的碳汇。这个碳池有重大贡献的初级生产力和健康的森林9),可以确保红树林可以维持在提供其他生态系统服务价值的当地社区。

4.5。碳市场潜力

这里没有介绍的详细分析社会经济因素但是格表示,社区和Mtimbwani大大依赖于红树林生态系统提供的服务。类似于其他报告(40],低收入和低水平的环境教育导致了快速退化红树林,最终结构和碳储量。大多数家庭在格和Mtimbwani从事收集和出售红树林产品最大化他们的收入除了家庭消费(50]。红树林被广泛用作廉价的建筑材料,建造和维护他们的家园和家庭薪材的来源。红树林地区也转化为太阳能盐田。观察到的大量的碳存储在两个红树林社区这些人类的压力,往往容易受到损失加上海平面上升等自然现象,破坏水预算,增加盐度。Bhomia et al。14]表明,碳储量> 500毫克C公顷⁻¹确认潜在的红树林红树林等下沉,任何损失暴露了他们重要的碳源。这些数据集提供一个明确的信息,共同努力保护和管理的红树林地区的排放降到最低。相当大的碳储量的量化Mtimbwani的红树林和格为政策和规划决策提供了关键的基线,保护红树林和恢复退化的地区。

机会存在,因为不断增长的实现红树林退化的影响再加上气候变化,塑造社会意愿的保护措施来解决红树林退化。新兴市场保护通过碳项目(碳信用额)是一种潜在的激励格和Mtimbwani社区的机会,为他们提供必要的资源需要保护和红树林的碳汇功能。这是进一步观察营养支持的结构性指标,证明了红树林的格和Mtimbwani仍然可行的自给自足给予他适当的保护措施。鼓励社区将行为都在恢复和保护红树林,因为他们会想出替代木材产品的来源为当地消费通过植树的快速增长基于陆地物种。

5。结论

这个研究发现表明,森林结构和生态系统碳密度是关键元素自愿碳市场计划。库存红树林植被和土壤碳展示了相对较高的碳储量的研究网站,因此反映出他们的潜力碳市场。格和Mtimbwani社区协作安排在红树林管理经验从前者坦噶海岸带保护与开发计划署(51]。估计碳储量提供了基线数据为未来MRV支持碳项目是很重要的。基于现在的发现和潜在的碳项目,建议(一)永久的情节应该建立MRV额外性的健康和碳储量;应该做(b)脆弱性评估和监测评估红树林覆盖随时间的变化和预测人类活动对红树林的区段;(c)协作管理应加强规章制度更加协调利益相关者;(d)应该细致的研究探讨现有治理机制是否能支持启动碳市场的计划。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是由来自两国海洋科学研究资助计划支持通过海洋科学研究所的Sida达累斯萨拉姆大学的。作者欣赏现场工作期间提供的援助m . Yasini先生先生a . Kurungu a . Nyangusi先生和a . m . Mwadini先生Mabwela和实验室工作。

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