海洋碳汇与碳中和 / 战略性新兴领域“十四五”高等教育教材
定价:¥95.00
作者: 焦念志主编
出版社:高等教育出版社
- 高等教育出版社
- 9787040657852
- 1版
- 64274577-2
- 16开
- 工学
- 环境科学与工程类
- 环境类
- 本科
内容简介
本书是未来产业(碳中和)新兴领域“十四五”高等教育教材。本书系统概述了海洋碳汇的基础理论、增汇路径、技术标准、应用实践和有关政策,以及海洋负排放的前沿见解和先进理念,展现了海洋负排放对助力实现全球碳中和目标的巨大潜力。
全书分为六部分,涵盖海洋生态系统的碳循环特征、滨海蓝碳和珊瑚礁等生态修复增汇工程,以及大型海藻和贝类养殖的碳汇功能与应用;并延伸至陆海统筹减排增汇、污水处理尾水碱化等海洋负排放生态工程;还涉及极地碳汇、微生物矿化等其他海洋负排放工程;最后论及海洋碳汇标准问题、有关政策及碳交易概况,旨在为读者提供一个比较完整的海洋碳汇知识体系。
本书可作为海洋科学、环境科学、气候变化和可持续发展领域的本科生及研究生教材,也可为对海洋负排放技术、碳中和政策感兴趣的读者,以及政府部门、教育和科研机构的相关研究与管理人员提供资料和参考。
目录
目录
前辅文
第一章 绪论
本章概述
第一节 海洋与气候变化
一、全球气候变化
二、海洋在气候变化中扮演的角色
三、海洋碳库的变化与海洋碳汇
第二节 碳中和的意义和国家需求
一、海洋是地球的气候调节器
二、海洋碳汇过程与机制
第三节 海洋负排放
一、我国碳中和目标、挑战和机遇
二、海洋负排放潜力和理论基础
三、工程技术应用
四、标准、政策与碳汇交易
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
第一部分 基础理论
第二章 海洋生态系统及其元素循环
本章概述
第一节 海洋生态系统概述
一、海洋生态系统的概念
二、海洋生态系统的分类
第二节 海洋生物的多样性与海洋生物量
一、浮游生物多样性
二、游泳生物多样性
三、底栖生物多样性
四、海洋生物量
第三节 海洋生态系统的元素循环及对全球变化的响应
一、碳循环与其他元素循环的联系
二、全球变化对海洋生态系统的影响
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
第三章 滨海湿地生态系统碳循环
本章概述
第一节 滨海湿地生态系统概述
一、滨海湿地定义与分类
二、滨海湿地形成及其属性
三、滨海湿地生物地球化学特征
第二节 滨海湿地碳循环
一、滨海湿地碳库组成
二、滨海湿地氧化还原反应
三、碳循环
四、滨海湿地碳-硫交互作用
第三节 滨海湿地碳汇过程及控制因素
一、碳输入过程
二、碳输出过程
三、碳埋藏过程
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
第四章 陆架边缘海生态系统碳循环
本章概述
第一节 陆架边缘海生态系统碳循环概述
一、陆架边缘海及其生态系统的碳循环
二、陆架边缘海生态系统的碳汇特征/ 属性
三、陆架边缘海生态系统的生物地球化学特征
第二节 陆架边缘海生态系统碳库组成
一、海水溶解碳库
二、海水颗粒碳库
三、陆架边缘海沉积物碳库
第三节 陆架边缘海生态系统碳循环特征
一、海-气碳通量
二、物理动力过程下的碳迁移与交换
三、生物碳迁移与交换
四、沉积物-海水碳交换
第四节 陆架边缘海碳汇过程与控制因素
一、陆架边缘海碳汇及其形成机制
二、近海碳汇强度的控制因素
本章小结
课后习题
参考文献
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第五章 深海典型生态系统碳循环
本章概述
第一节 深海典型生态系统概述
一、热液生态系统
二、冷泉生态系统
三、海山生态系统
四、深渊生态系统
第二节 深海典型生态系统物种组成、特征和演化
一、热液生态系统物种组成、特征和演化
二、冷泉生态系统物种组成、特征和演化
三、海山生态系统物种组成、特征和演化
四、深渊生态系统物种组成、特征和演化
第三节 深海典型生态系统的碳循环
一、热液生态系统碳循环
二、冷泉生态系统碳循环
三、海山生态系统碳循环
四、深渊生态系统碳循环
本章小结
课后习题
参考文献
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第二部分 生态修复增汇工程
第六章 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程
本章概述
第一节 滨海盐沼湿地生态修复增汇基础理论
一、定义和现状
二、修复理论
三、总体设计原则
四、工程设计步骤
五、修复理论的新理念
第二节 滨海盐沼湿地生态修复增汇技术
一、概述
二、修复技术
三、生态系统与碳汇功能恢复
四、修复关键步骤
五、滨海盐沼湿地碳增汇的前沿技术
第三节 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程实践及展望
一、目标确定和选址分析
二、示范区工程设计和建设
三、后期管理和监测
四、修复前后碳汇通量和生物量变化
五、滨海盐沼湿地修复经验及面临的挑战
本章小结
课后习题
参考文献
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第七章 红树林生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 红树林湿地碳循环过程
一、红树林湿地碳固定
二、红树林湿地碳输出
第二节 红树林固碳增汇理论与技术
一、红树植物固碳增汇理论与技术
二、红树林微生物固碳增汇理论与技术
三、红树林沉积物固碳增汇理论与技术
第三节 红树林生态修复增汇工程实践
一、红树林生态修复基本理论
二、红树林生态修复技术和方法
三、国内外红树林生态修复工程案例
第四节 展望
本章小结
课后习题
参考文献
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第八章 海草床生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 海草床碳封存理论
一、海草床固碳过程
二、海草床固碳增汇潜力
三、海草床微生物固碳增汇潜力
第二节 海草床生态修复增汇理论与技术
一、海草床生态修复的目标和方式
二、主要生态修复方法
三、增汇技术
四、未来发展方向
第三节 海草床生态修复增汇工程实践
一、海草床生态修复工程实施步骤
二、国内外海草床生态修复工程案例
三、海草床生态修复工程中的挑战与对策
本章小结
课后习题
参考文献
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第九章 珊瑚礁碳循环过程与生态增汇对策
本章概述
第一节 珊瑚礁区碳循环
一、有机碳代谢与无机碳代谢的耦合过程
二、海水CO2分压及海-气CO2通量的变化
三、海水中有机碳的迁移转化
四、沉积物中碳的埋藏
五、碳循环的影响因素
第二节 珊瑚礁生态系统碳源汇效应与增汇模式
一、珊瑚礁碳“源-汇”争议
二、珊瑚礁生态健康及其“源-汇”效应
三、珊瑚礁生态系统增汇模式及途径
第三节 珊瑚礁生态修复工程
一、珊瑚礁生态修复的基本原则
二、珊瑚礁生态修复的实施步骤
三、珊瑚礁生态修复的技术方法
四、国内外珊瑚礁生态修复工程典型案例
五、珊瑚礁生态修复中的挑战与对策
本章小结
课后习题
参考文献
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第三部分 渔业碳汇
第十章 大型海藻养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 大型海藻养殖的沉积碳汇贡献
一、大型海藻形成沉积碳汇的过程与机制
二、海藻养殖沉积碳汇效应的评估方法
第二节 大型海藻养殖的溶解态碳汇
一、大型海藻的溶解态碳汇形成过程与机制
二、大型海藻养殖水体DOC的关键组分特征与研究方法
第三节 大型海藻有机碳的深远海输送
第四节 大型海藻资源利用及其在甲烷减排中的应用
一、大型海藻资源利用现状
二、大型海藻绿色饲料应用与减排潜力
本章小结
课后习题
参考文献
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第十一章 海洋贝类养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋贝类养殖产量及可移出碳汇
一、全球海洋贝类养殖概况
二、我国海洋贝类养殖种类和养殖模式
三、海洋贝类养殖的碳汇功能
第二节 海洋贝类生物碳收支动力学
一、海洋贝类代谢过程及生物矿化作用
二、海洋滤食性贝类养殖对水体碳储量的影响机制
三、海洋贝类养殖对沉积物碳储量的影响机制
第三节 海洋贝类碳汇核算及面临问题
一、评估海洋贝类养殖固碳增汇作用的方法
二、未来值得关注的问题
三、发展海洋贝类养殖碳汇的相关建议
本章小结
课后习题
参考文献
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第十二章 贝藻综合养殖增汇模式及案例分析
本章概述
第一节 贝藻综合养殖对碳流途径的影响
一、贝藻综合养殖模式概述
二、贝藻综合养殖的互利机制
三、贝藻综合养殖对碳循环的影响
四、中宇宙条件下不同养殖模式碳的变化特征和碳流途径
第二节 贝藻综合养殖的环境效应
一、贝藻综合养殖系统水体各种形态碳的时空变化及海-气界面交换
二、贝藻综合养殖对沉积物表层有机碳的贡献
三、贝藻综合养殖系统有机碳沉积埋藏及养殖生物的贡献
第三节 案例分析:桑沟湾贝藻综合养殖系统的碳汇功能
一、贝藻综合养殖系统的碳汇途径
二、计量方法
三、桑沟湾贝藻综合养殖系统碳汇效应评估
本章小结
课后习题
参考文献
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第四部分 海洋负排放地球工程
第十三章 陆海统筹负排放工程
本章概述
第一节 陆地对海洋碳循环的影响机理与负排放工程
一、陆地-海洋水生连续体
二、陆源输入对海洋碳排放的影响机理
三、基于营养盐控制的陆海统筹减排增汇技术
第二节 海洋对陆地碳循环的影响机理与负排放工程
一、大型海藻添加剂减少畜牧业甲烷排放
二、海洋变化对陆地生态系统碳循环的其他可能影响路径
第三节 陆海统筹碳循环模拟与决策优化
一、陆海统筹碳循环模型
二、陆海统筹负排放决策支持系统
本章小结
课后习题
参考文献
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第十四章 污水处理厂尾水碱化海洋负排放
本章概述
第一节 海洋负排放的碱度方案
一、海洋负排放技术概述
二、海洋碱度增强技术原理
三、自然矿物对海洋碱度增强的应用方案
第二节 海洋负排放新思路:尾水碱化海洋负排放
一、海洋碱度增强技术的潜力与挑战
二、城市污水处理厂尾水与海洋碱度增强相结合:海洋负排放新思路
三、尾水碱化负排放方案
第三节 尾水碱化负排放的生态环境效应及工程实践
一、引言
二、尾水碱化的生态环境影响
三、尾水碱化工程
四、尾水碱化工程的未来展望
本章小结
课后习题
参考文献
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第十五章 微藻碳减排工程示范
本章概述
第一节 微藻及其固碳机制
一、微藻的基本特征与分类
二、微藻的起源与进化
三、微藻在气候变化中的作用
四、微藻固碳原理与碳浓缩机制
第二节 微藻养殖与碳中和技术
一、微藻养殖技术
二、微藻养殖在碳中和技术中的应用
第三节 微藻碳中和技术的发展前景
一、技术创新与突破
二、智能化与合成生物学应用
三、渔业生产中的应用前景
四、能源与农业领域的拓展
本章小结
课后习题
参考文献
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第十六章 海洋二氧化碳地质封存工程
本章概述
第一节 海洋二氧化碳地质封存理论基础
一、实施海洋二氧化碳地质封存工程的重要意义
二、海洋二氧化碳地质封存理论
第二节 国内外海洋二氧化碳地质封存工程进展
一、全球海洋二氧化碳地质封存现状
二、中国海洋二氧化碳地质封存工程进展
第三节 中国海洋二氧化碳地质封存地质条件与潜力
一、封存地质条件
二、封存潜力预测
本章小结
课后习题
参考文献
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第五部分 其他负排放工程
第十七章 极地和亚极地海洋碳汇过程与机制
本章概述
第一节 极地和亚极地海洋碳汇概述
一、极地和亚极地海洋碳汇过程与机制研究进展
二、极地和亚极地海洋溶解度泵研究进展
三、极地和亚极地海洋生物碳泵研究进展
四、极地和亚极地海洋多泵整合碳汇
第二节 极地和亚极地海洋碳汇通量框算
一、极地和亚极地海洋溶解度泵碳汇通量框算相关定义
二、极地海洋生物碳泵碳汇通量计算
三、极地海洋多泵整合碳汇通量计算
第三节 极地和亚极地海洋增汇潜力与可能的增汇方案
一、极地和亚极地海洋加铁增汇的方法与潜力评估
二、极地和亚极地大型藻类碳增汇的潜力评估
三、气候变化背景下极地和亚极地增汇潜力评估
四、极地和亚极地海洋增汇存在的问题与解决
方案分析
本章小结
课后习题
参考文献
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第十八章 海洋微生物矿化的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋微生物矿化及其功能
一、微生物矿化
二、微生物矿化的类型
三、微生物矿化的重要功能
第二节 微生物矿化的产物
一、碳酸钙晶体的形成和发育过程及其调控因素
二、碳酸钙晶体结构及其影响因素
三、其他类型矿化产物
第三节 微生物矿化的介导机制
一、尿素酶介导的微生物矿化机制
二、碳酸酐酶介导的微生物矿化机制
三、其他微生物矿化机制
本章小结
课后习题
参考文献
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第六部分 标准、政策与碳交易
第十九章 海洋碳汇计量与经济价值核算
本章概述
第一节 海洋碳汇计量
一、海洋碳汇基线与碳计量方法
二、海洋碳汇实物量核算方法
三、应用案例
第二节 海洋碳汇经济价值核算
一、海洋碳汇生态产品价值
二、海洋碳汇经济价值核算
三、应用案例:杭州湾南岸海岸带碳汇价值核算
本章小结
课后习题
参考文献
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第二十章 海洋碳汇交易理论与政策
本章概述
第一节 海洋碳汇交易理论基础
一、排污权交易理论
二、海洋碳汇交易基本概念
三、海洋碳汇交易标准与机制
第二节 海洋碳汇交易政策与实践
一、海洋碳汇交易政策
二、海洋碳汇交易实践
第三节 海洋碳汇交易展望
一、国际展望
二、国内展望
三、海洋负排放国际大科学计划(Global-ONCE)对未来海洋碳汇交易的潜在影响和贡献
四、不足与策略分析
本章小结
课后习题
参考文献
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前辅文
第一章 绪论
本章概述
第一节 海洋与气候变化
一、全球气候变化
二、海洋在气候变化中扮演的角色
三、海洋碳库的变化与海洋碳汇
第二节 碳中和的意义和国家需求
一、海洋是地球的气候调节器
二、海洋碳汇过程与机制
第三节 海洋负排放
一、我国碳中和目标、挑战和机遇
二、海洋负排放潜力和理论基础
三、工程技术应用
四、标准、政策与碳汇交易
本章小结
课后习题
参考文献
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第一部分 基础理论
第二章 海洋生态系统及其元素循环
本章概述
第一节 海洋生态系统概述
一、海洋生态系统的概念
二、海洋生态系统的分类
第二节 海洋生物的多样性与海洋生物量
一、浮游生物多样性
二、游泳生物多样性
三、底栖生物多样性
四、海洋生物量
第三节 海洋生态系统的元素循环及对全球变化的响应
一、碳循环与其他元素循环的联系
二、全球变化对海洋生态系统的影响
本章小结
课后习题
参考文献
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第三章 滨海湿地生态系统碳循环
本章概述
第一节 滨海湿地生态系统概述
一、滨海湿地定义与分类
二、滨海湿地形成及其属性
三、滨海湿地生物地球化学特征
第二节 滨海湿地碳循环
一、滨海湿地碳库组成
二、滨海湿地氧化还原反应
三、碳循环
四、滨海湿地碳-硫交互作用
第三节 滨海湿地碳汇过程及控制因素
一、碳输入过程
二、碳输出过程
三、碳埋藏过程
本章小结
课后习题
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第四章 陆架边缘海生态系统碳循环
本章概述
第一节 陆架边缘海生态系统碳循环概述
一、陆架边缘海及其生态系统的碳循环
二、陆架边缘海生态系统的碳汇特征/ 属性
三、陆架边缘海生态系统的生物地球化学特征
第二节 陆架边缘海生态系统碳库组成
一、海水溶解碳库
二、海水颗粒碳库
三、陆架边缘海沉积物碳库
第三节 陆架边缘海生态系统碳循环特征
一、海-气碳通量
二、物理动力过程下的碳迁移与交换
三、生物碳迁移与交换
四、沉积物-海水碳交换
第四节 陆架边缘海碳汇过程与控制因素
一、陆架边缘海碳汇及其形成机制
二、近海碳汇强度的控制因素
本章小结
课后习题
参考文献
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第五章 深海典型生态系统碳循环
本章概述
第一节 深海典型生态系统概述
一、热液生态系统
二、冷泉生态系统
三、海山生态系统
四、深渊生态系统
第二节 深海典型生态系统物种组成、特征和演化
一、热液生态系统物种组成、特征和演化
二、冷泉生态系统物种组成、特征和演化
三、海山生态系统物种组成、特征和演化
四、深渊生态系统物种组成、特征和演化
第三节 深海典型生态系统的碳循环
一、热液生态系统碳循环
二、冷泉生态系统碳循环
三、海山生态系统碳循环
四、深渊生态系统碳循环
本章小结
课后习题
参考文献
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第二部分 生态修复增汇工程
第六章 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程
本章概述
第一节 滨海盐沼湿地生态修复增汇基础理论
一、定义和现状
二、修复理论
三、总体设计原则
四、工程设计步骤
五、修复理论的新理念
第二节 滨海盐沼湿地生态修复增汇技术
一、概述
二、修复技术
三、生态系统与碳汇功能恢复
四、修复关键步骤
五、滨海盐沼湿地碳增汇的前沿技术
第三节 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程实践及展望
一、目标确定和选址分析
二、示范区工程设计和建设
三、后期管理和监测
四、修复前后碳汇通量和生物量变化
五、滨海盐沼湿地修复经验及面临的挑战
本章小结
课后习题
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第七章 红树林生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 红树林湿地碳循环过程
一、红树林湿地碳固定
二、红树林湿地碳输出
第二节 红树林固碳增汇理论与技术
一、红树植物固碳增汇理论与技术
二、红树林微生物固碳增汇理论与技术
三、红树林沉积物固碳增汇理论与技术
第三节 红树林生态修复增汇工程实践
一、红树林生态修复基本理论
二、红树林生态修复技术和方法
三、国内外红树林生态修复工程案例
第四节 展望
本章小结
课后习题
参考文献
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第八章 海草床生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 海草床碳封存理论
一、海草床固碳过程
二、海草床固碳增汇潜力
三、海草床微生物固碳增汇潜力
第二节 海草床生态修复增汇理论与技术
一、海草床生态修复的目标和方式
二、主要生态修复方法
三、增汇技术
四、未来发展方向
第三节 海草床生态修复增汇工程实践
一、海草床生态修复工程实施步骤
二、国内外海草床生态修复工程案例
三、海草床生态修复工程中的挑战与对策
本章小结
课后习题
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第九章 珊瑚礁碳循环过程与生态增汇对策
本章概述
第一节 珊瑚礁区碳循环
一、有机碳代谢与无机碳代谢的耦合过程
二、海水CO2分压及海-气CO2通量的变化
三、海水中有机碳的迁移转化
四、沉积物中碳的埋藏
五、碳循环的影响因素
第二节 珊瑚礁生态系统碳源汇效应与增汇模式
一、珊瑚礁碳“源-汇”争议
二、珊瑚礁生态健康及其“源-汇”效应
三、珊瑚礁生态系统增汇模式及途径
第三节 珊瑚礁生态修复工程
一、珊瑚礁生态修复的基本原则
二、珊瑚礁生态修复的实施步骤
三、珊瑚礁生态修复的技术方法
四、国内外珊瑚礁生态修复工程典型案例
五、珊瑚礁生态修复中的挑战与对策
本章小结
课后习题
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第三部分 渔业碳汇
第十章 大型海藻养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 大型海藻养殖的沉积碳汇贡献
一、大型海藻形成沉积碳汇的过程与机制
二、海藻养殖沉积碳汇效应的评估方法
第二节 大型海藻养殖的溶解态碳汇
一、大型海藻的溶解态碳汇形成过程与机制
二、大型海藻养殖水体DOC的关键组分特征与研究方法
第三节 大型海藻有机碳的深远海输送
第四节 大型海藻资源利用及其在甲烷减排中的应用
一、大型海藻资源利用现状
二、大型海藻绿色饲料应用与减排潜力
本章小结
课后习题
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第十一章 海洋贝类养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋贝类养殖产量及可移出碳汇
一、全球海洋贝类养殖概况
二、我国海洋贝类养殖种类和养殖模式
三、海洋贝类养殖的碳汇功能
第二节 海洋贝类生物碳收支动力学
一、海洋贝类代谢过程及生物矿化作用
二、海洋滤食性贝类养殖对水体碳储量的影响机制
三、海洋贝类养殖对沉积物碳储量的影响机制
第三节 海洋贝类碳汇核算及面临问题
一、评估海洋贝类养殖固碳增汇作用的方法
二、未来值得关注的问题
三、发展海洋贝类养殖碳汇的相关建议
本章小结
课后习题
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第十二章 贝藻综合养殖增汇模式及案例分析
本章概述
第一节 贝藻综合养殖对碳流途径的影响
一、贝藻综合养殖模式概述
二、贝藻综合养殖的互利机制
三、贝藻综合养殖对碳循环的影响
四、中宇宙条件下不同养殖模式碳的变化特征和碳流途径
第二节 贝藻综合养殖的环境效应
一、贝藻综合养殖系统水体各种形态碳的时空变化及海-气界面交换
二、贝藻综合养殖对沉积物表层有机碳的贡献
三、贝藻综合养殖系统有机碳沉积埋藏及养殖生物的贡献
第三节 案例分析:桑沟湾贝藻综合养殖系统的碳汇功能
一、贝藻综合养殖系统的碳汇途径
二、计量方法
三、桑沟湾贝藻综合养殖系统碳汇效应评估
本章小结
课后习题
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第四部分 海洋负排放地球工程
第十三章 陆海统筹负排放工程
本章概述
第一节 陆地对海洋碳循环的影响机理与负排放工程
一、陆地-海洋水生连续体
二、陆源输入对海洋碳排放的影响机理
三、基于营养盐控制的陆海统筹减排增汇技术
第二节 海洋对陆地碳循环的影响机理与负排放工程
一、大型海藻添加剂减少畜牧业甲烷排放
二、海洋变化对陆地生态系统碳循环的其他可能影响路径
第三节 陆海统筹碳循环模拟与决策优化
一、陆海统筹碳循环模型
二、陆海统筹负排放决策支持系统
本章小结
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第十四章 污水处理厂尾水碱化海洋负排放
本章概述
第一节 海洋负排放的碱度方案
一、海洋负排放技术概述
二、海洋碱度增强技术原理
三、自然矿物对海洋碱度增强的应用方案
第二节 海洋负排放新思路:尾水碱化海洋负排放
一、海洋碱度增强技术的潜力与挑战
二、城市污水处理厂尾水与海洋碱度增强相结合:海洋负排放新思路
三、尾水碱化负排放方案
第三节 尾水碱化负排放的生态环境效应及工程实践
一、引言
二、尾水碱化的生态环境影响
三、尾水碱化工程
四、尾水碱化工程的未来展望
本章小结
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第十五章 微藻碳减排工程示范
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第一节 微藻及其固碳机制
一、微藻的基本特征与分类
二、微藻的起源与进化
三、微藻在气候变化中的作用
四、微藻固碳原理与碳浓缩机制
第二节 微藻养殖与碳中和技术
一、微藻养殖技术
二、微藻养殖在碳中和技术中的应用
第三节 微藻碳中和技术的发展前景
一、技术创新与突破
二、智能化与合成生物学应用
三、渔业生产中的应用前景
四、能源与农业领域的拓展
本章小结
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第十六章 海洋二氧化碳地质封存工程
本章概述
第一节 海洋二氧化碳地质封存理论基础
一、实施海洋二氧化碳地质封存工程的重要意义
二、海洋二氧化碳地质封存理论
第二节 国内外海洋二氧化碳地质封存工程进展
一、全球海洋二氧化碳地质封存现状
二、中国海洋二氧化碳地质封存工程进展
第三节 中国海洋二氧化碳地质封存地质条件与潜力
一、封存地质条件
二、封存潜力预测
本章小结
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第五部分 其他负排放工程
第十七章 极地和亚极地海洋碳汇过程与机制
本章概述
第一节 极地和亚极地海洋碳汇概述
一、极地和亚极地海洋碳汇过程与机制研究进展
二、极地和亚极地海洋溶解度泵研究进展
三、极地和亚极地海洋生物碳泵研究进展
四、极地和亚极地海洋多泵整合碳汇
第二节 极地和亚极地海洋碳汇通量框算
一、极地和亚极地海洋溶解度泵碳汇通量框算相关定义
二、极地海洋生物碳泵碳汇通量计算
三、极地海洋多泵整合碳汇通量计算
第三节 极地和亚极地海洋增汇潜力与可能的增汇方案
一、极地和亚极地海洋加铁增汇的方法与潜力评估
二、极地和亚极地大型藻类碳增汇的潜力评估
三、气候变化背景下极地和亚极地增汇潜力评估
四、极地和亚极地海洋增汇存在的问题与解决
方案分析
本章小结
课后习题
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第十八章 海洋微生物矿化的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋微生物矿化及其功能
一、微生物矿化
二、微生物矿化的类型
三、微生物矿化的重要功能
第二节 微生物矿化的产物
一、碳酸钙晶体的形成和发育过程及其调控因素
二、碳酸钙晶体结构及其影响因素
三、其他类型矿化产物
第三节 微生物矿化的介导机制
一、尿素酶介导的微生物矿化机制
二、碳酸酐酶介导的微生物矿化机制
三、其他微生物矿化机制
本章小结
课后习题
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第六部分 标准、政策与碳交易
第十九章 海洋碳汇计量与经济价值核算
本章概述
第一节 海洋碳汇计量
一、海洋碳汇基线与碳计量方法
二、海洋碳汇实物量核算方法
三、应用案例
第二节 海洋碳汇经济价值核算
一、海洋碳汇生态产品价值
二、海洋碳汇经济价值核算
三、应用案例:杭州湾南岸海岸带碳汇价值核算
本章小结
课后习题
参考文献
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第二十章 海洋碳汇交易理论与政策
本章概述
第一节 海洋碳汇交易理论基础
一、排污权交易理论
二、海洋碳汇交易基本概念
三、海洋碳汇交易标准与机制
第二节 海洋碳汇交易政策与实践
一、海洋碳汇交易政策
二、海洋碳汇交易实践
第三节 海洋碳汇交易展望
一、国际展望
二、国内展望
三、海洋负排放国际大科学计划(Global-ONCE)对未来海洋碳汇交易的潜在影响和贡献
四、不足与策略分析
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
前辅文
第一章 绪论
本章概述
第一节 海洋与气候变化
一、全球气候变化
二、海洋在气候变化中扮演的角色
三、海洋碳库的变化与海洋碳汇
第二节 碳中和的意义和国家需求
一、海洋是地球的气候调节器
二、海洋碳汇过程与机制
第三节 海洋负排放
一、我国碳中和目标、挑战和机遇
二、海洋负排放潜力和理论基础
三、工程技术应用
四、标准、政策与碳汇交易
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
第一部分 基础理论
第二章 海洋生态系统及其元素循环
本章概述
第一节 海洋生态系统概述
一、海洋生态系统的概念
二、海洋生态系统的分类
第二节 海洋生物的多样性与海洋生物量
一、浮游生物多样性
二、游泳生物多样性
三、底栖生物多样性
四、海洋生物量
第三节 海洋生态系统的元素循环及对全球变化的响应
一、碳循环与其他元素循环的联系
二、全球变化对海洋生态系统的影响
本章小结
课后习题
参考文献
推荐书目
第三章 滨海湿地生态系统碳循环
本章概述
第一节 滨海湿地生态系统概述
一、滨海湿地定义与分类
二、滨海湿地形成及其属性
三、滨海湿地生物地球化学特征
第二节 滨海湿地碳循环
一、滨海湿地碳库组成
二、滨海湿地氧化还原反应
三、碳循环
四、滨海湿地碳-硫交互作用
第三节 滨海湿地碳汇过程及控制因素
一、碳输入过程
二、碳输出过程
三、碳埋藏过程
本章小结
课后习题
参考文献
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第四章 陆架边缘海生态系统碳循环
本章概述
第一节 陆架边缘海生态系统碳循环概述
一、陆架边缘海及其生态系统的碳循环
二、陆架边缘海生态系统的碳汇特征/ 属性
三、陆架边缘海生态系统的生物地球化学特征
第二节 陆架边缘海生态系统碳库组成
一、海水溶解碳库
二、海水颗粒碳库
三、陆架边缘海沉积物碳库
第三节 陆架边缘海生态系统碳循环特征
一、海-气碳通量
二、物理动力过程下的碳迁移与交换
三、生物碳迁移与交换
四、沉积物-海水碳交换
第四节 陆架边缘海碳汇过程与控制因素
一、陆架边缘海碳汇及其形成机制
二、近海碳汇强度的控制因素
本章小结
课后习题
参考文献
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第五章 深海典型生态系统碳循环
本章概述
第一节 深海典型生态系统概述
一、热液生态系统
二、冷泉生态系统
三、海山生态系统
四、深渊生态系统
第二节 深海典型生态系统物种组成、特征和演化
一、热液生态系统物种组成、特征和演化
二、冷泉生态系统物种组成、特征和演化
三、海山生态系统物种组成、特征和演化
四、深渊生态系统物种组成、特征和演化
第三节 深海典型生态系统的碳循环
一、热液生态系统碳循环
二、冷泉生态系统碳循环
三、海山生态系统碳循环
四、深渊生态系统碳循环
本章小结
课后习题
参考文献
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第二部分 生态修复增汇工程
第六章 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程
本章概述
第一节 滨海盐沼湿地生态修复增汇基础理论
一、定义和现状
二、修复理论
三、总体设计原则
四、工程设计步骤
五、修复理论的新理念
第二节 滨海盐沼湿地生态修复增汇技术
一、概述
二、修复技术
三、生态系统与碳汇功能恢复
四、修复关键步骤
五、滨海盐沼湿地碳增汇的前沿技术
第三节 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程实践及展望
一、目标确定和选址分析
二、示范区工程设计和建设
三、后期管理和监测
四、修复前后碳汇通量和生物量变化
五、滨海盐沼湿地修复经验及面临的挑战
本章小结
课后习题
参考文献
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第七章 红树林生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 红树林湿地碳循环过程
一、红树林湿地碳固定
二、红树林湿地碳输出
第二节 红树林固碳增汇理论与技术
一、红树植物固碳增汇理论与技术
二、红树林微生物固碳增汇理论与技术
三、红树林沉积物固碳增汇理论与技术
第三节 红树林生态修复增汇工程实践
一、红树林生态修复基本理论
二、红树林生态修复技术和方法
三、国内外红树林生态修复工程案例
第四节 展望
本章小结
课后习题
参考文献
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第八章 海草床生态修复增汇理论、技术与工程实践
本章概述
第一节 海草床碳封存理论
一、海草床固碳过程
二、海草床固碳增汇潜力
三、海草床微生物固碳增汇潜力
第二节 海草床生态修复增汇理论与技术
一、海草床生态修复的目标和方式
二、主要生态修复方法
三、增汇技术
四、未来发展方向
第三节 海草床生态修复增汇工程实践
一、海草床生态修复工程实施步骤
二、国内外海草床生态修复工程案例
三、海草床生态修复工程中的挑战与对策
本章小结
课后习题
参考文献
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第九章 珊瑚礁碳循环过程与生态增汇对策
本章概述
第一节 珊瑚礁区碳循环
一、有机碳代谢与无机碳代谢的耦合过程
二、海水CO2分压及海-气CO2通量的变化
三、海水中有机碳的迁移转化
四、沉积物中碳的埋藏
五、碳循环的影响因素
第二节 珊瑚礁生态系统碳源汇效应与增汇模式
一、珊瑚礁碳“源-汇”争议
二、珊瑚礁生态健康及其“源-汇”效应
三、珊瑚礁生态系统增汇模式及途径
第三节 珊瑚礁生态修复工程
一、珊瑚礁生态修复的基本原则
二、珊瑚礁生态修复的实施步骤
三、珊瑚礁生态修复的技术方法
四、国内外珊瑚礁生态修复工程典型案例
五、珊瑚礁生态修复中的挑战与对策
本章小结
课后习题
参考文献
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第三部分 渔业碳汇
第十章 大型海藻养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 大型海藻养殖的沉积碳汇贡献
一、大型海藻形成沉积碳汇的过程与机制
二、海藻养殖沉积碳汇效应的评估方法
第二节 大型海藻养殖的溶解态碳汇
一、大型海藻的溶解态碳汇形成过程与机制
二、大型海藻养殖水体DOC的关键组分特征与研究方法
第三节 大型海藻有机碳的深远海输送
第四节 大型海藻资源利用及其在甲烷减排中的应用
一、大型海藻资源利用现状
二、大型海藻绿色饲料应用与减排潜力
本章小结
课后习题
参考文献
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第十一章 海洋贝类养殖的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋贝类养殖产量及可移出碳汇
一、全球海洋贝类养殖概况
二、我国海洋贝类养殖种类和养殖模式
三、海洋贝类养殖的碳汇功能
第二节 海洋贝类生物碳收支动力学
一、海洋贝类代谢过程及生物矿化作用
二、海洋滤食性贝类养殖对水体碳储量的影响机制
三、海洋贝类养殖对沉积物碳储量的影响机制
第三节 海洋贝类碳汇核算及面临问题
一、评估海洋贝类养殖固碳增汇作用的方法
二、未来值得关注的问题
三、发展海洋贝类养殖碳汇的相关建议
本章小结
课后习题
参考文献
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第十二章 贝藻综合养殖增汇模式及案例分析
本章概述
第一节 贝藻综合养殖对碳流途径的影响
一、贝藻综合养殖模式概述
二、贝藻综合养殖的互利机制
三、贝藻综合养殖对碳循环的影响
四、中宇宙条件下不同养殖模式碳的变化特征和碳流途径
第二节 贝藻综合养殖的环境效应
一、贝藻综合养殖系统水体各种形态碳的时空变化及海-气界面交换
二、贝藻综合养殖对沉积物表层有机碳的贡献
三、贝藻综合养殖系统有机碳沉积埋藏及养殖生物的贡献
第三节 案例分析:桑沟湾贝藻综合养殖系统的碳汇功能
一、贝藻综合养殖系统的碳汇途径
二、计量方法
三、桑沟湾贝藻综合养殖系统碳汇效应评估
本章小结
课后习题
参考文献
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第四部分 海洋负排放地球工程
第十三章 陆海统筹负排放工程
本章概述
第一节 陆地对海洋碳循环的影响机理与负排放工程
一、陆地-海洋水生连续体
二、陆源输入对海洋碳排放的影响机理
三、基于营养盐控制的陆海统筹减排增汇技术
第二节 海洋对陆地碳循环的影响机理与负排放工程
一、大型海藻添加剂减少畜牧业甲烷排放
二、海洋变化对陆地生态系统碳循环的其他可能影响路径
第三节 陆海统筹碳循环模拟与决策优化
一、陆海统筹碳循环模型
二、陆海统筹负排放决策支持系统
本章小结
课后习题
参考文献
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第十四章 污水处理厂尾水碱化海洋负排放
本章概述
第一节 海洋负排放的碱度方案
一、海洋负排放技术概述
二、海洋碱度增强技术原理
三、自然矿物对海洋碱度增强的应用方案
第二节 海洋负排放新思路:尾水碱化海洋负排放
一、海洋碱度增强技术的潜力与挑战
二、城市污水处理厂尾水与海洋碱度增强相结合:海洋负排放新思路
三、尾水碱化负排放方案
第三节 尾水碱化负排放的生态环境效应及工程实践
一、引言
二、尾水碱化的生态环境影响
三、尾水碱化工程
四、尾水碱化工程的未来展望
本章小结
课后习题
参考文献
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第十五章 微藻碳减排工程示范
本章概述
第一节 微藻及其固碳机制
一、微藻的基本特征与分类
二、微藻的起源与进化
三、微藻在气候变化中的作用
四、微藻固碳原理与碳浓缩机制
第二节 微藻养殖与碳中和技术
一、微藻养殖技术
二、微藻养殖在碳中和技术中的应用
第三节 微藻碳中和技术的发展前景
一、技术创新与突破
二、智能化与合成生物学应用
三、渔业生产中的应用前景
四、能源与农业领域的拓展
本章小结
课后习题
参考文献
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第十六章 海洋二氧化碳地质封存工程
本章概述
第一节 海洋二氧化碳地质封存理论基础
一、实施海洋二氧化碳地质封存工程的重要意义
二、海洋二氧化碳地质封存理论
第二节 国内外海洋二氧化碳地质封存工程进展
一、全球海洋二氧化碳地质封存现状
二、中国海洋二氧化碳地质封存工程进展
第三节 中国海洋二氧化碳地质封存地质条件与潜力
一、封存地质条件
二、封存潜力预测
本章小结
课后习题
参考文献
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第五部分 其他负排放工程
第十七章 极地和亚极地海洋碳汇过程与机制
本章概述
第一节 极地和亚极地海洋碳汇概述
一、极地和亚极地海洋碳汇过程与机制研究进展
二、极地和亚极地海洋溶解度泵研究进展
三、极地和亚极地海洋生物碳泵研究进展
四、极地和亚极地海洋多泵整合碳汇
第二节 极地和亚极地海洋碳汇通量框算
一、极地和亚极地海洋溶解度泵碳汇通量框算相关定义
二、极地海洋生物碳泵碳汇通量计算
三、极地海洋多泵整合碳汇通量计算
第三节 极地和亚极地海洋增汇潜力与可能的增汇方案
一、极地和亚极地海洋加铁增汇的方法与潜力评估
二、极地和亚极地大型藻类碳增汇的潜力评估
三、气候变化背景下极地和亚极地增汇潜力评估
四、极地和亚极地海洋增汇存在的问题与解决
方案分析
本章小结
课后习题
参考文献
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第十八章 海洋微生物矿化的碳汇功能与机制
本章概述
第一节 海洋微生物矿化及其功能
一、微生物矿化
二、微生物矿化的类型
三、微生物矿化的重要功能
第二节 微生物矿化的产物
一、碳酸钙晶体的形成和发育过程及其调控因素
二、碳酸钙晶体结构及其影响因素
三、其他类型矿化产物
第三节 微生物矿化的介导机制
一、尿素酶介导的微生物矿化机制
二、碳酸酐酶介导的微生物矿化机制
三、其他微生物矿化机制
本章小结
课后习题
参考文献
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第六部分 标准、政策与碳交易
第十九章 海洋碳汇计量与经济价值核算
本章概述
第一节 海洋碳汇计量
一、海洋碳汇基线与碳计量方法
二、海洋碳汇实物量核算方法
三、应用案例
第二节 海洋碳汇经济价值核算
一、海洋碳汇生态产品价值
二、海洋碳汇经济价值核算
三、应用案例:杭州湾南岸海岸带碳汇价值核算
本章小结
课后习题
参考文献
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第二十章 海洋碳汇交易理论与政策
本章概述
第一节 海洋碳汇交易理论基础
一、排污权交易理论
二、海洋碳汇交易基本概念
三、海洋碳汇交易标准与机制
第二节 海洋碳汇交易政策与实践
一、海洋碳汇交易政策
二、海洋碳汇交易实践
第三节 海洋碳汇交易展望
一、国际展望
二、国内展望
三、海洋负排放国际大科学计划(Global-ONCE)对未来海洋碳汇交易的潜在影响和贡献
四、不足与策略分析
本章小结
课后习题
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第一章 绪论
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第一节 海洋与气候变化
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第二节 碳中和的意义和国家需求
一、海洋是地球的气候调节器
二、海洋碳汇过程与机制
第三节 海洋负排放
一、我国碳中和目标、挑战和机遇
二、海洋负排放潜力和理论基础
三、工程技术应用
四、标准、政策与碳汇交易
本章小结
课后习题
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第一部分 基础理论
第二章 海洋生态系统及其元素循环
本章概述
第一节 海洋生态系统概述
一、海洋生态系统的概念
二、海洋生态系统的分类
第二节 海洋生物的多样性与海洋生物量
一、浮游生物多样性
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三、底栖生物多样性
四、海洋生物量
第三节 海洋生态系统的元素循环及对全球变化的响应
一、碳循环与其他元素循环的联系
二、全球变化对海洋生态系统的影响
本章小结
课后习题
参考文献
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第三章 滨海湿地生态系统碳循环
本章概述
第一节 滨海湿地生态系统概述
一、滨海湿地定义与分类
二、滨海湿地形成及其属性
三、滨海湿地生物地球化学特征
第二节 滨海湿地碳循环
一、滨海湿地碳库组成
二、滨海湿地氧化还原反应
三、碳循环
四、滨海湿地碳-硫交互作用
第三节 滨海湿地碳汇过程及控制因素
一、碳输入过程
二、碳输出过程
三、碳埋藏过程
本章小结
课后习题
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第四章 陆架边缘海生态系统碳循环
本章概述
第一节 陆架边缘海生态系统碳循环概述
一、陆架边缘海及其生态系统的碳循环
二、陆架边缘海生态系统的碳汇特征/ 属性
三、陆架边缘海生态系统的生物地球化学特征
第二节 陆架边缘海生态系统碳库组成
一、海水溶解碳库
二、海水颗粒碳库
三、陆架边缘海沉积物碳库
第三节 陆架边缘海生态系统碳循环特征
一、海-气碳通量
二、物理动力过程下的碳迁移与交换
三、生物碳迁移与交换
四、沉积物-海水碳交换
第四节 陆架边缘海碳汇过程与控制因素
一、陆架边缘海碳汇及其形成机制
二、近海碳汇强度的控制因素
本章小结
课后习题
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第五章 深海典型生态系统碳循环
本章概述
第一节 深海典型生态系统概述
一、热液生态系统
二、冷泉生态系统
三、海山生态系统
四、深渊生态系统
第二节 深海典型生态系统物种组成、特征和演化
一、热液生态系统物种组成、特征和演化
二、冷泉生态系统物种组成、特征和演化
三、海山生态系统物种组成、特征和演化
四、深渊生态系统物种组成、特征和演化
第三节 深海典型生态系统的碳循环
一、热液生态系统碳循环
二、冷泉生态系统碳循环
三、海山生态系统碳循环
四、深渊生态系统碳循环
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第二节 滨海盐沼湿地生态修复增汇技术
一、概述
二、修复技术
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四、修复关键步骤
五、滨海盐沼湿地碳增汇的前沿技术
第三节 滨海盐沼湿地生态修复增汇工程实践及展望
一、目标确定和选址分析
二、示范区工程设计和建设
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一、红树植物固碳增汇理论与技术
二、红树林微生物固碳增汇理论与技术
三、红树林沉积物固碳增汇理论与技术
第三节 红树林生态修复增汇工程实践
一、红树林生态修复基本理论
二、红树林生态修复技术和方法
三、国内外红树林生态修复工程案例
第四节 展望
本章小结
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第八章 海草床生态修复增汇理论、技术与工程实践
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