Количественная оценка потенциала удаления углерода макроводорослей: стандартизированный протокол оценки биомассы и расчета удаления углерода

Краткое содержание

В данном исследовании представлен стандартизированный, воспроизводимый протокол оценки биомассы макроводорослей и расчёта её потенциала удаления углерода. Рабочий процесс гармонизирует отбор проб, расчёт и отчетность для повышения сопоставимости между исследованиями и демонстрируется в представительных сообществах ламинарии и саргассума на севере и юге Китая.

Аннотация

Макроводоросли являются важным компонентом систем синего углерода. Однако их потенциал удаления углерода остаётся трудно сравнивать между исследованиями, поскольку конструкции полевых проб, модели оценки биомассы и бухгалтерские процессы существенно различаются. В данном исследовании представлен стандартизированный и воспроизводимый протокол для оценки биомассы макроводорослей и количественной оценки удаления углерода, интеграции биологических признаков макроводорослей, методов морских экологических обследований и принципов учета углеродного цикла в единый рабочий процесс. Протокол определяет согласованные параметры выборки, гармонизированные этапы расчёта и стандартизированную запись и отчетность данных для повышения сопоставимости межмежных исследований и облегчения регионального синтеза. Мы демонстрируем применимость протокола, используя репрезентативные кейсы из офшорного сообщества водорослей на севере Китая и сообщества заливных саргассумов на юге Китая, представляющих контрастные таксоны и типичные мелководные прибрежные местообитания. Используя этот рабочий процесс, относительная вариабельность внутри команды оставалась ниже 10%, а межкомандная относительная ошибка — ниже 15%, что соответствует установленным порогам вариабельности. В целом, протокол обеспечивает операционно прозрачную основу для создания сопоставимых наборов данных по макроводорослям и синим углеродам на разных участках и исследовательских командах, поддерживая обследования ресурсов и оценки удаления углерода.

Введение

Синий углерод — это углерод, захваченный и хранящийся в морских экосистемах. Он характеризуется длительным хранением и высокой эффективностью секвестра, что делает его важным компонентом глобального углеродного цикла и критически важным природным механизмом для смягчения изменений^{климата.} В системах синего углерода макроводоросли широко распространены по прибрежным, прибрежным и субтитальным зонам и фиксируют атмосферный_CO2 в органический углерод посредством фотосинтеза. Часть этой добычи может быть экспортирована в более глубокие или прибрежные воды, где она может способствовать долгосрочному накоплению углерода, а другая часть остаётся в постоянной^{биомассе 2}.

Однако текущие оценки потенциала удаления углерода из макроводорослей по-прежнему ограничены ограниченной^{методологической стандартизацией 3}. Это ограничение в основном проявляется в трёх аспектах. Во-первых, методы оценки биомассы существенно различаются в разных исследованиях. Например, размер квадрата и усилия по отбору проб варьируются широко (например, от 0,25 м² до 4 м²), и в некоторых случаях репликация не реализуется, что приводит к значительным колебаниям в оценках биомассы по площади. Во-вторых, рабочий процесс расчёта синего углерода (или удаления углерода) и выбор параметров часто непоследовательны, что приводит к расходящимся результатам учёта даже в аналогичных экологических условиях. В-третьих, не существует единого протокола для записи и отчетности данных, что снижает сопоставимость между результатами исследований и ограничивает региональный синтез⁴.

Для макроводорослей необходим стандартизированный подход, поскольку их путь удаления углерода отличается от пути укоренённых прибрежных растений, таких как мангровые и морские травы. Вместо основного захоронения осадков в месте роста, удаление углерода из макроводорослей тесно связано с быстрым накоплением биомассы и оффшорным экспортом органического вещества. Этот механизм вместе с высокой продуктивностью и быстрым оборотом делает методологическую согласованность особенно важной при сравнении участков и видов по^{регионам 5}.

Чтобы устранить этот пробел, мы разработали полный стандартизированный протокол, который объединяет биологические характеристики макроводорослей, методы морских экологических обследований и учет углеродных циклов в единый рабочий процесс. Протокол организован в пять модулей: (1) принципы проектирования и область применения, (2) стандартизированная оценка биомассы, (3) стандартизированный расчет синего углерода, (4) контроль качества и управление данными, и (5) проверка протокола. Мы подтверждаем применимость, используя репрезентативные кейсы из северного прибрежного сообщества ламинарий и южного залива саргассумов, иллюстрируя использование между видами, жизненными циклами и мелководными^{прибрежными местообитаниями 6}.

В данном исследовании поглощение углерода макроводорослями называется удалением углерода, а не долгосрочным удержанием углерода. Поскольку макроводоросли обычно растут на твёрдых субстратах без прямого захоронения осадков на месте, они не соответствуют критерию хранения >100 лет. Лишь небольшая часть углерода, получаемого из макроводорослей, может обеспечить столетнее удержание за счёт экспорта и последующего захоронения детрита.

Протокол

Используйте этот протокол для получения сопоставимых оценок биомассы макроводорослей и удаления углерода между участками и исследовательскими командами. Обзор полного рабочего процесса показан на рисунке 1.

1. Основы проектирования протокола

1. Принципы проектирования
   1. Согласовать отбор проб и оценку биомассы с биологическими признаками макроводорослей и местным экологическим контекстом (например, формой роста, структурой сообщества и динамикой питательных веществ/сезонов), чтобы обеспечить отражание естественной изменчивости измерений.
   2. Выберите окно отбора проб, чтобы соответствовать локальному интенсивному периоду роста целевых макроводорослей и избегайте взятия проб в периоды покоя или распада.
   3. Определить содержание углерода с помощью проверенных методов элементного анализа. Документируйте подготовку образцов, аналитические настройки и процедуры калибровки, а также применяйте один и тот же метод последовательно ко всем^{образцам 7}.
   4. Оценить скорость удаления углерода с помощью заранее определённой системы расчёта. Параметризуйте термины, связанные с фотосинтезом, используя локально соответствующие экологические данные (например, продолжительность света и температура воды) и физиологические источники данных, когда это применимо.
   5. Записывайте каждый шаг в виде однозначной операционной инструкции и указывайте критерии принятия (пороги контроля качества) для полевых и лабораторных измерений, чтобы обеспечить воспроизводимость между регионами и^{командами 8}.
   6. Используйте широко доступное лабораторное и полевое оборудование (например, весы, сушильную печь, элементный анализатор, измерительную ленту) и сообщайте о ключевых характеристиках (например, разрешение весов, температуру сушки).
   7. Оптимизируйте процедуры, не отменяя требования к контролю качества, и расставляйте приоритеты шагов, существенно влияющих на биомассу, содержание углерода и результаты расчёта.
2. Область применения
   1. Применяйте этот протокол к прикреплённым и плавающим макроводорослям (например, ламинариям и саргассуму).
   2. Не применяйте этот протокол к микроводорослям или планктонным водорослям.
   3. Ограничить применение мелководными прибрежными водами (например, прибрежными прибрежными зонами, заливами и прибрежными зонами), где отбор проб оперативно возможен. Установите целевой предел глубины <20 м для рутинных операций отбора проб.
   4. Не применяйте этот протокол к глубоководным макроводорослим сообществам, где условия и требования к оборудованию превышают традиционные возможности для обследования⁹.

2. Стандартизированный процесс оценки биомассы

1. Предварительная подготовка
   1. Определяйте периоды отбора проб исходя из местных условий окружающей среды и специфической для вида фенологии, а не календарных месяцев.
   2. Определите «период интенсивного роста» как период максимального накопления биомассы и фотосинтетической активности, основываясь на местных наблюдениях или региональных данных.
   3. Выбирайте время отбора проб с использованием специфической информации о фенологии в системах с низкими и высокими широтами. Документируйте основу для выбора времени (например, локальные мониторинговые записи или региональные исследования)¹⁰.
2. Настройка квадратов и отбор проб
   1. Разместите квадратную рамку стабильно на подложке в каждой точке отбора пробы (рисунок 2). Убедитесь, что вертикальная разница высот внутри рамки составляет <5 см (проверьте с помощью линейки или фиксированного ориентира).
   2. Выберите участки отбора проб, чтобы отразить пространственную гетерогенность сообщества макроводорослей в пределах исследуемой территории. Для межприливных зон размещайте квадраты в течение 1 часа после отлива, чтобы минимизировать высыхание и воздействие воздуха на измерения биомассы и углерода.
   3. Создайте не менее 3-5 участков (или блоков) на каждую исследуемую территорию, в зависимости от объёма среды обитания и гетерогенности. В каждом участке возьмите 3 реплицированных квадрата (минимум всего 9-15 квадратов на исследуемую область).
   4. Установить площадь квадрата в зависимости от морфологии и формы роста вида (например, 1 м² для сообществ, доминирующих ламинариями; 2 м² для плавающих или редко распространённых макроводорослей)¹¹.
   5. Проведите первоначальную проверку вариабельности с использованием первых трёх квадратов на каждом участке. Если коэффициент вариации (CV) сухой биомассы на единицу площади превышает 10%, добавляйте квадраты до тех пор, пока CV не снизится до ≤10%. Ключевые стандартизированные параметры выборки и пороги принятия приведены в таблице 1.
   6. Собранные образцы положите на лёд сразу после сбора урожая. Поддерживайте температуру транспорта на уровне 5-10 °C для снижения термической деградации.
   7. Доставьте образцы в лабораторию в течение 24 часов после сбора. Если транспорт превышает 24 часа, храните образцы в морской воде, соответствующей солёности участка, и регулярно контролируйте состояние образцов.
3. Измерение параметров биомассы
   1. Свежее измерение веса
      1. Вынимите образцы из мешков и аккуратно прополосните деионизированной водой 2-3 раза, чтобы удалить прикреплённые осадки и соли. Ограничьте общее время промывания до ≤30 секунд, чтобы уменьшить потерю воды в тканях. Собирайте биомассу с каждого квадрата последовательно (включая фиксации, стипы и лезвия, если в дизайне исследования не предусмотрено иное).
      2. Протирайте поверхностную влагу с помощью впитывающей бумаги. Замените бумагу 2-3 раза, пока на поверхности образца не останется видимая вода.
      3. Поместите образец в заранее взвешенный контейнер (например, в стакан или чашку Петри). Взвешивайте с помощью электронных весов с точностью ≥0,01 г. Запишите валовую массу после стабилизации и рассчитайте чистый свежий вес (g), вычитая массу контейнера.
      4. Взвесьте каждый образец три раза подряд. Используйте среднее как окончательный свежий вес. Если два показания отличаются на >2%, проверьте состояние образца (например, капающую воду или нестабильное размещение) и взвешивайте повторно, пока критерий не будет выполнен.
   2. Измерение сухой массы
      1. После измерения свежего веса случайным образом выберите три репрезентативных подвыборки из каждой выборки квадрата. Убедитесь, что каждый подобразец весит >10 г. Сухие субпробы при 60 °C. После каждого интервала сушки охлаждайте субпробы до комнатной температуры в десикаторе перед взвешиванием.
      2. Храните оставшийся материал для анализа содержания углерода. Если анализ проводится в течение 24 часов, храните в холодильнике при 4-10 °C в герметичных, маркированных контейнерах и храните образцы в темноте. Для длительного хранения замораживайте при −20 °C.
      3. Продолжайте сушить, пока не достигнете постоянного веса. Определите постоянный вес как разницу ≤0,05 г между двумя последовательными измерениями. Запишите сухой вес субвыборки (g).
      4. Вычислите соотношение сухого к свежему (R_df) как (сухой вес) / (свежий вес) для каждого подобразца. Если CV R_df равна ≤5%, используйте среднее R_df для преобразования общего свежего веса в сухую массу для этого квадрата. Если CV превышает 5%, увеличить число подвыборки до пяти и переоценить R_df.
   3. Высота и измерение покрытия растений
      1. Случайным образом выберите 10 представительных особей (спорофитов/листьев) в каждом квадрате. Измерьте высоту таллуса (см) от точки крепления крепления к самой верхней целостной живой ткани (исключая сломанные/размытые кончики). Запишите индивидуальные высоты и вычислите среднюю высоту квадрата (Havg).
      2. Для кластерных водорослей выберите 3-5 кластеров, измерите среднюю высоту на кластер и вычислите общий Havg.
      3. Измеряйте покрытие с помощью метода сетки. Разделите квадрат на 100 равных сеток (10 см × 10 см).
      4. Посчитайте количество сеток, в которых покрытие целевых водорослей превышает 50% (N). Рассчитайте покрытие как C (%) = (N/100) × 100 и отчётитесь к одному знаку^{после запятой 21}. где N — число сеток из 100.
4. Модель расчёта биомассы
   1. Расчёт биомассы на единицу площади: Все уравнения, переменные и единицы отчетности, используемые в процессе расчёта биомассы, обобщены в Таблице 2.
      1. Рассчитайте свежий вес на единицу площади (_{FW на}, г/^{м 2}): (1)
      2. Рассчитайте сухую массу на единицу площади (DW_на г/^{м 2}): (2)
         Где A — квадратная площадь (^{m 2}), то FW_tot — это общий свежий вес квадрата (g).
         ПРИМЕЧАНИЕ: Если в точке отбора пробы существует несколько репликатов, вычислите_{FW на} и DW_на каждую реплику и указывайте среднее значение точки выборки
   2. Оценка биомассы популяции
      1. Определите площадь распределения популяции (S,^{m 2}). Если доступны изображения дистанционного зондирования, объедините полевые обследования с изображениями дистанционного зондирования для получения пограничных координат, определите границу популяции в программном обеспечении ГИС, и соответственно рассчитайте S¹². Если изображения дистанционного зондирования недоступны, измерьте длину и ширину популяции с помощью рулетки. Оценить S с помощью формулы прямоугольной площади и разбить нерегулярные области на несколько прямоугольников для отдельного вычисления, прежде чем суммировать для получения суммы S.
      2. Рассчитать общую биомассу популяции (B, t): (3)
         Где 10⁶ превращает граммы в метрические тонны. (t; 1 t = 10³ кг).
      3. Если биомасса различается между субрегионами популяции (например, маргинальные и основные области), вычислите_{DW per} для каждого разбиения отдельно, умножите на площадь каждого разбиения и суммуйте результаты, чтобы получить B.
   3. Динамический расчет биомассы
      1. Рассчитать темп роста (r, ^день-1): (4)
         Где_конец DW — это сухой вес на единицу площади в конце периода (г/м²), старт_{DW —} сухой вес на единицу площади в начале периода (г/м²), а t — время роста (дни).
      2. Рассчитайте среднегодовую биомассу (DW_{avg_year},^{г/м 2}) как среднее значение_{DW i} по всем событиям отбора проб в течение одного года:
         (5)
         Где n — количество выборок в год (безразмерно), отражающее общее количество независимых мероприятий отбора проб, проведённых в течение одного года (например, сезонных или ежемесячных обследований), i — индекс, отражающий каждое время отбора проб в течение года, используемое для вычисления среднегодовой биомассы, а DW_i — сухой вес на единицу площади i-го события отбора пробы (г/м²).

3. Стандартизированный процесс расчёта синего углерода

1. Определение содержания углерода
   1. Поместите высушенные образцы, которые уже достигли постоянного веса (то есть зарезервированный материал для анализа содержания углерода), в дробилку и измельчите 2-3 минуты для гомогенизации материала. Используйте механическую шлифовальную машину или ступку с пестиком, чтобы получить равномерные частицы, подходящие для анализа углерода.
   2. Просейте гомогенизированный материал через решето с 100 сетями (размер апертуры ≈150 мкм). Соберите долю просеивания и переложите её в заранее пронумерованные и высушенные флаконы.
   3. Храните предварительно обработанные образцы в десикаторе, чтобы минимизировать поглощение влаги. Завершите определение содержания углерода в течение 7 дней.
   4. Проверьте поглощение влаги во время хранения и при необходимости применяйте коррекцию сухой массы. Взвесьте аликвот из хранящегося предварительно обработанного образца как_{m до} этого, затем снова высушите аликвот в духовке при 60 °C до постоянного веса и взвешивайте как_m.
   5. Рассчитайте скорость поглощения влаги (MR, %) как: (6)
      При отчёте содержания углерода выражайте значения на основе истинной сухой массы с использованием МР, когда поглощение влаги незначительно.
2. Метод бенчмарка: Элементный анализ
   1. Калибруйте элементный анализатор с использованием сертифицированного эталонного материала перед определением образца. Убедитесь, что ошибка калибровки составляет <0,5%.
   2. Установите рабочие условия: температура горения 950 °C, температура снижения 650 °C и расход газа-носителя 200 мл/мин.
   3. Взвесьте 5-10 мг предварительно обработанного образца в заранее взвешенную жестяную капсулу, затем сложите и уплотните капсулу, чтобы предотвратить утечку во время горения.
   4. Загрузите капсулу в элементный анализатор и дайте прибору автоматически завершить сгорание, уменьшение, отделение и обнаружение.
   5. Повторите определение три раза для каждого образца. Используйте среднее значение как итоговое содержание углерода (C, %)
      (7)
      Где m_C — масса углерода в образце (mg), m_— общая масса анализируемого образца (mg).
   6. Если относительное стандартное отклонение (RSD, %) трёх измерений превышает 1%, повторно измеряйте до достижения критерия принятия. Рассчитайте RSD как:
      (8)
      Где SD — стандартное отклонение трёх C-измерений, а C̄ — их среднее.
3. Альтернативный метод: горение (потеря при зажигании)
   1. Используйте этот метод только тогда, когда элементный анализатор недоступен. Четко указать этот метод в отчёте и применить процедуру коррекции, описанную в 3.3.5.
   2. Поместите 5-10 г предварительно обработанного высушенного образца в тигель. Сушить при 60 °C при постоянном весе, затем сгорать в глушительной печи при 550 °C в течение 4-6 часов. Остудите в сушителе и взвесьте остатки.
   3. Вычислите C (%) как: (9)
      Где m₀ — сухая масса образца до сжигания (mg),_{то m зола} — масса остатка после сжигания (mg).
   4. Для каждой партии определите C для 3-5 репрезентативных образцов с помощью элементного анализа. Подогнать корректирующее уравнение между C, полученным из горения, и элементным анализом C и применить уравнение коррекции ко всем результатам, полученным по сгоранию из той же партии.

4. Расчёт скорости удаления углерода

1. Скорость удаления углерода на основе темпов роста
   1. Рассчитать скорость удаления углерода (CR, g C ^{m-2 d-1}): (10)
      Где ΔDW — рост биомассы на единицу площади (_{DW конец} −_{DW начало}, g m⁻²). C — это содержание углерода (в десятичной форме, например, 35,2% = 0,352), t — время роста (дня).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте те же узлы стартового и конечного времени, что используются для_старта и_конца DW, чтобы определить t и записать даты дискретизации и длину интервала для воспроизводимости.
2. Скорость удаления углерода основана на первичной продуктивности (метод с светло-тёмными бутылками)
   1. Подготовьте парные инкубационные бутылочки (светлые и тёмные). Прополосните бутылки три раза морской водой, затем наполните их местной морской водой, минимизируйте пространство и заранее маркируйте бутылки.
   2. В каждую бутылку положите представительный макроводоросль. Используйте количество биомассы, чтобы избежать скученности и позволить водорослям сохранять естественную ориентацию во время инкубации.
   3. Калибруйте экспонометр растворённого кислорода (DO) согласно инструкции производителя, используя насыщенную воздухом воду в качестве ориентира. Подтверждение, что ошибка измерения составляет ≤0,1 мг L⁻¹.
   4. Измерьте начальные значения DO в светлой и тёмной бутылке и записите значения (DO₀, _белый и DO₀, _чёрный, мг L⁻¹).
   5. Инкубировать бутылки в течение 24 часов при почти естественной температуре и освещении на месте отбора проб. Не трогайте бутылки во время инкубации и избегайте перегрева из-за прямого солнечного воздействия или затенённых артефактов.
   6. Измерьте конечный DO в светлых и тёмных бутылках (DO₁, _белый и_{DO 1}, _чёрный, мг L⁻¹).
   7. Рассчитайте изменения DO как: (11)
      (12)
   8. Рассчитайте чистое производство кислорода как: (13)
      Где V — объём морской воды (L).
   9. Преобразование выработки кислорода в фиксацию углерода (_фикс C, мг C): (14)
      Где O_чистая — чистое производство кислорода (мг O₂), то 0,375 — коэффициент (1 мг_O2 соответствует 0,375 мг С фиксированным)
   10. Рассчитайте скорость удаления углерода на основе первичной продуктивности (_{производительность} CR, г C м⁻² d⁻¹) следующим образом:
       (15)
       где 1000 мг преобразует в g, A — это площадь образца (проецируемая) (м²), а t — время инкубации (дней).
       ПРИМЕЧАНИЕ: Во время инкубации убедитесь, что водоросли сохраняются в естественном состоянии и избегайте физических нарушений. Фиксируйте температуру морской воды и приблизительные световые условия во время инкубации для отчёта о согласованности.
3. Интеграция и коррекция двух методов
   1. Рассчитайте средний CR как: (16)
   2. Вычислите относительную ошибку (RE) как: (17)
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если RE < 10%, используйте CRavg как финальный CR. Если RE ≥10%, проверьте временные узлы и операционную согласованность (например, согласование интервалов роста, время инкубации и оценки площади выборки), а также повторите этапы измерения или расчёта, которые больше всего способствуют расхождениям.
   3. Вычислите скорректированный CR (_{CR corr}, g C m⁻² d⁻¹) как: (18)
      Где_{CR meas} — измеряемая скорость удаления углерода (g C м⁻² d⁻¹), то T_свет — измеренная продолжительность света (h). T_{light_stand} — это стандартная длительность света (h).

5. Преобразование накопления углерода и потока углерода

1. Рассчитать накопление углерода (_{C накопление}, t C): (19)
   Где B_{avg_year} — среднегодовая биомасса популяции (t), а C — содержание углерода (десятичная)
2. Определите годовой поток углерода (Fc, t C год-1) как скорректированный долгосрочный поглотитель углерода (_{CS long_corr}):
   (20)
3. Эквивалент Fc_{в CO 2} : (21)
   где 1 т C = 3,67 т CO₂. Взаимосвязи между хранением углерода, скоростью удаления углерода, метриками поглотителя углерода и преобразованиями потока, используемыми в этом протоколе, обобщены на рисунке 3.

6. Система контроля качества

1. Контроль качества на этапе отбора проб
   1. Обеспечить унифицированное обучение персоналу по отбору проб для обеспечения стандартизированных операций по установке квадратов, сбору образцов и записи параметров (см. таблицу 1).
   2. Проведите оценку после обучения. Требуйте, чтобы ошибка раскладки квадрата составляла <5%, а ошибка измерения нового веса — <2%. Разрешать персоналу участвовать в полевых выборках только после прохождения оценки.
   3. Калибруйте электронные весы с использованием стандартных весов (например, 100 г или 500 г) перед каждой сессией отбора проб. Запишите результаты калибровки в таблицу калибровки приборов. Перекалибруйте баланс, если он сдвинут во время отбора.
   4. Калибруйте GPS-локаторы в месте с известными координатами перед отбором проб. Убедитесь, что ошибка позиционирования составляет <5 м. Если измерения проводятся в условиях затенённого или плохого сигнала, фиксируйте отклонение и корректные координаты при обработке^{данных 13}.
   5. Ежедневно калибруйте водяные термометры и солёные меры с использованием стандартных растворов. Убедитесь, что ошибка калибровки температуры воды составляет <0,2 °C, а ошибка калибровки солёности — <0,2.
   6. Измерять температуру и солёность воды в окружающей морской воде на каждом месте отбора проб на момент сбора и записывать значения в базе данных.
   7. Установите три квадрата для каждой точки отбора выборки. Если коэффициент вариации_{DW на} три квадрата превышает 10%, добавьте ещё два квадрата и повторяйте до тех пор, пока коэффициент вариации не достигнет <10%.
   8. Храните все собранные образцы в охлажденных условиях (5-10 °C) до завершения лабораторной обработки, чтобы при необходимости дополнительного определения репликации.
   9. Установите три параллельных определения для свежего веса, сухого веса и содержания углерода для каждого образца квадрата. Требуйте, чтобы относительное стандартное отклонение составляло <5%, и повторяйте определение, если критерий не выполнен.
2. Контроль качества на стадии экспериментального анализа
   1. Проводите предварительную обработку и анализ образцов в чистой лабораторной среде для минимизации загрязнения пылью и органическими реагентами.
   2. Ежедневно протирайте и дезинфицируйте экспериментальные поверхности спиртом, а многоразовое оборудование заранее сушите/стерилизуйте¹⁴.
   3. Перед каждым использованием проверяйте давление носителя в элементном анализаторе и убедитесь, что оно превышает 0,5 МПа. Начинайте измерения только при колебании температуры печи сгорания <5 °C.
   4. Очищайте трубку сгорания после завершения каждой партии измерений и после того, как печь охладится до безопасной рабочей температуры, чтобы минимизировать загрязнение при перекрёстном^{отборе 15}.
   5. Ноль электронных балансов перед использованием. Измерьте свежий и сухой вес три раза. Требуется, чтобы относительное стандартное отклонение составляло ≤2% для свежего веса и ≤5% для сухого. Определить содержание углерода не менее трёх раз на образец и применить критерий приема, указанный в разделе 3 (определение содержания углерода).
   6. Проводить первичные инкубации производительности как минимум в дублировании на участок и повторять инкубации при превышении порогов ошибки измерения.
3. Обзор данных
   1. Назначьте двух рецензентов для аудита экспериментальных данных. Требуйте от первого рецензента проверить полноту оригинальных записей (метаданные выборки, параметры прибора и результаты измерений).
   2. Требуйте от второго рецензента проверить точность вычислений (например, R_df, DWper, CR и последующие конвертации).
   3. Фиксируйте выявленные проблемы во время аудита и при необходимости проводите повторное измерение или пересчитывание.
   4. Фиксировать журналы калибровки приборов, относительные стандартные отклонения параллельных определений и записи об аномальной обработке данных как доказательства качества, и связывать эти записи с каждой партией выборки в^{базе данных 16}.

7. Управление данными

1. Создайте стандартизированный шаблон базы данных перед полевой работой и используйте один и тот же шаблон на разных площадках и в командах.
2. Записывайте информацию о выборке, включая название исследуемой зоны, номер блока, GPS-координаты точек отбора проб, дату отбора, персонал и погодные условия.
3. Фиксируйте параметры окружающей среды, включая температуру воды, солёность, глубину воды, продолжительность освещения (_T-свет) и концентрацию растворённого кислорода, когда это возможно.
4. Фиксировать данные о биомасе, включая площадь квадрата (A), свежий вес квадрата (_{FW tot}), сухой вес квадратов (_{DW tot}), соотношение сухой и свежей (R_df), биомассу на единицу площади (_{DW на DW),} площадь распределения популяции (S) и общую биомассу популяции (B).
5. Фиксируйте показатели синих углеродов, включая содержание углерода (C), скорость удаления углерода (CR), краткосрочные поглотители углерода (CS_short), скорректированные долгосрочные поглотители углерода (CS_{long_corr}), накопление углерода (_{C storage}) и поток углерода (Fc).
6. Запись данных контроля качества, включая записи калибровки приборов, относительные стандартные отклонения параллельных определений и аномальные инструкции по обработке^{данных 16}.
7. Документируйте метки на этапе роста (например, период интенсивного и неактивного роста) и фиксируйте месяц/год для каждой кампании выборки.

Результаты

Случай 1: Оценка потенциала удаления углерода популяции северной офшорной водорослей

Область изучения и периоды отбора проб: Полевой отбор проб проводился в прибрежной зоне аквакультуры водорослей в Циндао, провинция Шаньдун (глубина воды: 5-8 м). Измерения были собраны в период интенсивного роста (май 2022) и неинтенсивный период роста (ноябрь 2022).

Схема ...

Обсуждение

Основная сила этого протокола заключается в том, что он напрямую решает методологические различия в существующих оценках потенциала удаления углерода из макроводорослей. На практике различия в спецификациях квадратов, методах измерений и моделях расчёта могут привести к оценкам углеродного поглотителя, которые варьируются в два-три раза даже в пределах одной и той же прибрежной^{системы 17}. Стандартизируя операционную последовательность, определения параметров и лог...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Электронный баланс	МЕТТЛЕР ТОЛЕДО	ML204T	Для взвешивания образцов
Элементный анализатор	Термо Фишер	FlashSmart	Для анализа содержания углерода
Духовка	Меммерт	UN55	Для сушки образцов
GPS-устройство	Garmin	GPSMAP 65s	Для мест записи
Экспонометр растворённого кислорода	YSI	ProODO	Для измерения уровней DO