利用GIS和环境监测技术评估红树林地上碳储量：以泰国沙没宋卡府为例

时间：2026年3月25日

来源：Marine Pollution Bulletin

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红树林碳储量评估显示2024-2025年Samut Songkhram省现存162900吨CO₂eq，较2019年基准下降44.99%，主因水产养殖、农业和住宅开发导致土地用途转变，同时环境参数显示盐度15-35ppt、溶解氧4-10mg/L、沉积物有机碳2.1-2.8mg/L，反映潮汐和人为活动驱动空间异质性。

作者名单：Chukaid Chantarot、Chaisri Tharasawatpipat、Tatsanawalai Utarasakul、Napatsakorn Supfuengfoo、Suvit Toraninpanich、Bagher Javadi

泰国曼谷Suan Sunandha Rajabhat大学科学与技术学院应用科学系，邮编10300

摘要

本研究评估了泰国Samut Songkhram省红树林地上碳储量，并考察了土地利用变化对生态系统功能的影响。2024年11月至2025年6月期间，通过实地调查、航空和历史卫星图像、物种清单以及水和沉积物分析，并结合基于GIS的制图和物联网（IoT）监测技术，建立了一个空间环境数据库。该地区五个子辖区内的红树林总面积为790.9公顷（完整林分）和565.9公顷（被利用区域）。主要在2000年至2003年间建立的恢复区内种植了多种富含碳的树种，包括Rhizophora apiculata、Avicennia alba和Xylocarpus granatum。地上碳总量估计为162,900吨二氧化碳当量（44,427.27吨碳），相比2019年的基线值362,003吨二氧化碳当量（98,728.09吨碳）减少了44.99%，这一变化主要是由于水产养殖、农业和住宅开发的缘故。水质测量结果显示盐度为15–35 ppt，溶解氧浓度为4–10 mg/L，总凯氏氮（TKN）值为0.299–0.998 mg/L。八个采样点的沉积物分析显示pH值为7.3–8.2，温度为26–32°C，有机碳浓度为2.1–2.8 mg/L，营养盐含量较高（TKN：0.59–1.45 mg/L；磷酸盐：0.57–2.41 mg/L），这反映了潮汐过程和人为活动导致的空间异质性。浮游生物群落以Spirogyra、Closterium和Nitzschia为主，同时还有对虾和桡足类动物，表明红树林-河口界面存在活跃的营养循环。这些发现表明红树林长期碳损失严重，为泰国沿海生态系统管理提供了重要依据。

引言

气候变化主要由人为温室气体排放驱动，导致全球气温比工业化前上升约1.1°C，引发了海平面上升、海岸侵蚀和极端气候事件频率增加等严重后果（Legg和IPCC，2021年）。为了应对这些趋势，自然碳汇已成为国际气候战略的重点。其中，红树林生态系统是高效的全球碳储存库，能够在地上和地下生物量以及深层厌氧沉积物中储存937至1023 Mg C/ha的碳（Donato等，2011年；Alongi，2020年）。尽管红树林仅占全球热带森林面积的约0.7%，但它们贡献了全球沿海沉积物中约10–15%的碳封存量（Mcleod等，2011年）。由于土壤长期积水，分解过程缓慢，碳可以被封存数千年。此外，全球红树林每年可吸收约2280万吨二氧化碳（Siikamäki等，2015年），因此其保护和恢复对于蓝碳倡议及REDD+（联合国减少森林砍伐和退化排放及森林保护和可持续管理框架）等国际机制至关重要。红树林通过其卓越的碳封存能力，在减缓气候变化中发挥着关键作用（Friess等，2019年）。

气候变化由于温室气体浓度升高而对泰国构成严重威胁，包括海平面上升、海岸侵蚀、降雨模式改变和生物多样性丧失（Legg和IPCC，2021年；de Oliveira-Júnior等，2025年）。为应对这些挑战，泰国制定了强有力的法律法规以减少排放并增强自然碳汇。例如，《国家环境质量提升与保护法》（B.E. 2535，1992年）为环境保护奠定了基础，包括保护红树林生态系统并要求进行环境影响评估。2007年，根据皇家法令成立了泰国温室气体管理组织（TGO），负责监督温室气体减排策略和碳管理。最近，气候变化与环境部（DCCE）在2024年提出了气候变化法案，目前仍处于草案阶段，旨在通过规定温室气体报告、实施排放交易系统（ETS）等机制（Verbruggen等，2019年）以及推进碳定价和适应措施（Digitemie和Ekemezie，2024年；Narassimhan等，2018年）来落实泰国的气候战略。气候变化与环境部主导这些缓解和监管措施，而海洋与沿海资源部则负责红树林生态系统的保护、恢复和可持续管理，积极促进社区参与和利益相关者合作。

在泰国，红树林碳储量的评估结合了先进的地理空间信息技术（Geo-Informatics和Space Technology Agency-GISTA）与系统的地面生物量调查。高分辨率卫星图像有助于精确的土地利用和生态系统制图，而实地评估则提供了物种级别的碳储量估算。这些评估遵循皇家林业部的低排放支持计划（2014年）进行标准化。根据这些方法，海洋与沿海资源部在2019年报告称，Samut Songkhram省的红树林储存了约362,003吨二氧化碳当量（98,728.09吨碳），突显了其在减缓气候变化中的重要作用及保护政策的紧迫性。

然而，在过去五年中，Samut Songkhram省的红树林面临日益严重的威胁。城市化、水产养殖扩张、农业用地转换、旅游基础设施建设等商业活动导致红树林面积减少和生态健康状况恶化。历史上这些地区广泛分布着红树林，但如今许多地方——特别是在Khlong Khon、Laem Yai、Bang Kaeo、Yisan和Mueang区部分地区——已从红树林转变为养虾场。这加速了环境退化，降低了生物多样性，并扰乱了沿海营养循环。曾经富含虾类、螃蟹和稀有黄貂鱼的Mae Klong河岸，现在生物多样性和营养盐含量均显著下降（Thongdonphum等，2011年）。

鉴于这些压力，本研究旨在对Samut Songkhram省的红树林碳储量进行科学可靠的评估。此外，还分析了2000–2025年间该省红树林生态系统的土地利用变化。研究遵循国际公认的地上生物量（AGB）碳储量评估协议，明确指出分析关注的是储存的碳量而非年封存量。水和沉积物质量参数用于描述生物量测量时的生态条件，但不直接反映碳吸收过程。研究还旨在建立全面的空间数据库，整合实地测量数据与基于GIS的土地利用制图，并通过社区参与和物联网监测等技术工具支持长期保护规划。通过建立明确的碳储量和环境条件基准，本研究为制定恢复策略提供了重要数据，符合国家气候缓解政策（如植物遗传保护项目PGCP）的要求。

研究方法

红树林生态系统综合评估方法

本研究结合了先进的遥感技术、GIS空间分析和基于实地的生态调查，以评估研究区域的红树林范围、生态系统状况和地上碳储量。选择这五个沿海子辖区是因为它们涵盖了Samut Songkhram省所有含有红树林的行政区域，包括完整的、退化的和被利用的红树林区域。“完整森林”指的是保持自然生态状态的区域。

结果

本研究利用地理信息系统（GIS）分析、地理空间编码和实地调查，评估了Samut Songkhram省红树林的范围、物种组成和碳储量。研究涵盖了五个目标子辖区：Khlong Khon、Bang Kaeo、Bang Chakreng、Laem Yai和Yi San，通过航空图像解读、基于GPS的实地采样以及海洋与沿海资源部的二手数据整合进行了分析。

讨论

Samut Songkhram省的红树林生态系统是陆地和海洋环境之间的关键界面，同时兼具生态缓冲区和有效碳汇的功能（Guo等，2025年）。本研究结合了地理空间制图（Miller和Rogan，2007年）、原位环境测量（Mills和Fones，2012年；Tharasawatpipat等，2025年）和生物评估（Feio等，2021年），全面了解了红树林的空间动态。

结论

本研究通过基于GIS的空间制图、物联网辅助的水质监测和实验室分析，全面评估了Samut Songkhram省红树林生态系统的碳储量和环境质量。红树林覆盖面积减少，导致地上碳储量降至162,900吨二氧化碳当量。水和沉积物参数显示中度富营养化以及盐度和溶解氧的明显季节性变化。

政策建议

研究结果强调了将红树林碳核算纳入泰国国家气候战略（2015–2050年）和TGO低排放支持计划（LESS）的迫切性。自2019年以来红树林碳储量减少了44.99%，表明需要结合卫星分析、物联网监测和社区调查的蓝碳测量、报告和验证（MRV）系统。政策重点应转向...

作者贡献声明

Chukaid Chantarot：正式分析、数据管理、概念构思。Chaisri Tharasawatpipat：初稿撰写、方法论设计、调查、正式分析。Tatsanawalai Utarasakul：方法论设计、调查、正式分析、数据管理、概念构思。Napatsakorn Supfuengfoo：调查、正式分析、数据管理。Suvit Toraninpanich：方法论设计、正式分析、数据管理、概念构思。Bagher Javadi：初稿撰写与编辑、可视化、验证。