在“碳中和”“碳达峰”双碳目标努力实现的背景下，通过研究湖泊湿地周丛藻类的群落结构、固碳能力的研究，明确湖泊湿地固碳能力。因此，研究湖泊湿地不同基质上的周丛藻类群落结构及其净固碳能力，不仅丰富周丛藻类生态学理论知识，对改善全球和区域尺度湖泊湿地碳核算的不确定性具有重要意义。

1、湖泊湿地不同基质上周丛藻类群落结构特征

在长江中下游选取太湖（或长荡湖）湿地作为研究区域，野外采样、原位观测草型湖区、藻型湖区不同自然基质（沉水植物、挺水植物、惰性基质（石头、枯枝等））上周丛藻类，研究其生物量、群落组成及其光合固碳能力；同时，测定水体中氮、磷等营养盐浓度，悬浮物浓度，透明度以及水体中浮游藻类生物量及水生植物覆盖度。比较不同基质上附着生物的生物量及群落组成与光合固碳能力以及水体理化指标的差异。

2 、湖泊湿地周丛藻类发展及光合固碳能力的研究

利用人工基质（PVC），投放到自然湖泊湿地中，观测周丛藻类生长、群落演替及其光合固碳能力，探讨其周转周期及在发展过程中光合固碳能力最大阶段，分析环境因素如氮、磷营养盐水平、水深等对周丛藻类定植速率和群落演替的影响。

3 、湖泊湿地周丛藻类群落结构与固碳能力之间的关系

根据自然基质及人工基质上所获的周丛藻类数据资料，比较不同环境因子、附着基质对周丛藻类的群落结构的影响，明确周丛藻类固碳能力与环境因子如氮、磷营养盐水平，周丛藻类优势种群等之间的定量关系，估算湖泊湿地周丛藻类固碳能力。

在国内，“碳中和”和“碳达峰”的目标越来越被重视，针对固碳的研究已经有了较为完整的体系，像湖泊湿地藻类固碳能力研究“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划2020年度项目指南提出:未来需要在典型湖泊和湿地生境下,明晰湖泊群落与环境的相互作用机制,并利用计算与仿真等概念对其开展相关研究^[2]。另外针对优势藻类固碳的相关研究得知CCUS技术能吸收固定CO₂并将其转化为高附加值产品。该过程中藻类对确定CO₂固定效率和生物质产量起至关重要的作用^[3]。这些研究让我们对周丛藻类固碳的研究有了更深的理解。像湖泊湿地上的微藻固碳与生物能源技术因兼具二氧化碳减排、可再生能源生产、环境治理及粮食补给的独特优势,日益受到各国政府和业内学者的高度关注。笔者阐述了微藻固碳与生物能源技术的研发历程与发展趋势,分析了该产业的进步对各国摆脱发展窘境和中国加快特色经济建设的促进作用,回顾了我国在该领域的研发部署及成就,并对"十二五"期间我国在微藻固碳与生物能源领域的技术发展方向进行了展望^[4]。可见藻类固碳具有很重要的现实意义。另外在藻类固碳的研究中发现，微藻生长速度快、CO₂固定效率高，每生产1 t微藻生物质可固定1.83 t CO2。同时，微藻还可将固定的CO₂转化为油脂、蛋白质、多糖、色素和不饱和脂肪酸等物质，能够实现CO₂的高值化利用。因此，微藻生物固碳技术在CO₂捕集和利用方面具有极大的发展潜能^[5]。

在国外，固碳技术的研究已经有了成熟的理论框架和实践经验，欧美地区在固碳方面的研究处于领先地位，研究技术成熟便捷结果准确，运用新型科学技术为固碳研究提供了更好的理论基础和研究方法。利用藻类作为二氧化碳捕获潜在介质的技术和设置所展示的技术和流程在全球努力实现更可持续的未来方面发挥着重要作用^[6]。在国外研究中，采用分数阶积累灰色模型（FGM）预测藻类和贝类碳汇的能力^[7]，这为我们后续后续研究提供了很好的技术支持。然而在国外研究中对化石燃料释放的二氧化碳所产生的环境和经济影响的认识刺激了专注于可再生替代能源生产的技术。由于微藻每英亩土地的高生产率、它能够积累大量生物燃料前体三酰甘油的能力，以及它对二氧化碳的依赖，因此从微藻中生产液体基生物燃料一直是提议的解决方案之一，从而可以封存来自大气的人为二氧化碳。微藻作为生物燃料大规模商业生产的原料的前景令人印象深刻^[8]。

参考文献

[1]杨谦敏,袁丹萍,邓存宝,王延生,乔玲.碳中和背景下植物净固碳能力研究进展[J/OL].生态学杂志，2022.

[2]田育青. 湖泊浮游植物固碳能力调控因子与管理策略研究[D].华中科技大学,2021.

[3]毛炜炜,张磊,尹庆蓉等.微藻固碳光合作用强化策略及展望[J].洁净煤技术,2022.

[4]王琳,朱振旗,徐春保等.微藻固碳与生物能源技术发展分析[J].中国农业大学学报,2012,17(06):247-252.

[5]张虎,谭英南,朱瑞鸿等.微藻生物固碳技术在“双碳”目标中的应用前景[J/OL].

生物加工过程:1-14[2023-03-19]

[6]Haolei Gu, Kedong Yin. Forecasting algae and shellfish carbon sink capability on fractional order accumulation grey model[J]. Mathematical Biosciences and Engineering, 2022.

[7]Abdul Hai Alami, Shamma Alasad, Mennatalah Ali, Maitha Alshamsi,Investigating algae for CO2 capture and accumulation and simultaneous production of biomass for biodiesel production[J].Science of The Total Environment, 2021.

[8]Traller, J. C. Characterization of carbon metabolism in an oleaginous diatom suitable for commercial production. UC San Diego. 2017.

1、该项目研究湖泊湿地不同基质上的周丛藻类群落结构及其净固碳能力，不仅丰富周丛藻类生态学理论知识，对改善全球和区域尺度湖泊湿地碳核算的不确定性具有重要意义，从方向和内容上具有一定的创新性。并且很好的响应了习近平总书记提出的“碳中和”和“碳达峰”的双碳目标，为生态环境的发展做出自己的贡献，并且从实验本身上也具有一定的创新性，开辟了一条新路。

2、通过湖泊湿地周丛藻类群落组成、生物量等及其光合固碳能力，明确湖泊湿周丛藻类固碳能力及及影响的关键因素。可以从更加新鲜的角度探究藻类固碳能力及影响因素的探究。

拟解决问题：通过湖泊湿地周丛藻类群落组成、生物量等及其光合固碳能力，明确湖泊湿周丛藻类固碳能力及影响的关键因素。

预期成果：

第一阶段：项目准备阶段

2023年4月-2023年5月:得到大量的固碳技术资料，对湖泊湿地以及周丛藻类固碳体系进行了充分的了解，对后续的实验操作过程了然于胸。

2023年6月-7月:得到湖泊湿地所采集样品点，准备好湖泊湿地周丛藻类群落组成、固碳能力及影响因素研究的实验设计，下一步实验的进行做充分的准备。

第二阶段：项目实验阶段

2023年7月-2024年2月:组内成员完成所有实验，分次观察实验现象，并进行数据记录，将所有的实验结果进行汇总。

第三阶段：项目汇总阶段

2024年2月-2024年4月：得出湖泊湿地不同基质上周丛藻类群落结构的特征、湖泊湿地周丛藻类发展及光合固碳能力的研究结论以及湖泊湿地周丛藻类群落结构与固碳能力之间的关系，分析评估湖泊湿地周丛藻类群落组成、固碳能力以及影响因素之间的规律，得出固碳相应结论，可以为固碳研究提供理论基础和科学依据，为双碳目标做出进一步的贡献。

第一阶段：项目准备阶段

2023年4月-2023年5月:查阅有关探究固碳技术资料，对湖泊湿地以及周丛藻类固碳体系进行研究了解，以便后续工作的开展。

2023年6月-7月:对湖泊湿地进行采样，并安排好对湖泊湿地周丛藻类群落组成、固碳能力影响因素的研究实验

第二阶段：项目实验阶段

2023年7月-2023年12月:组内成员进行对湖泊湿地周丛藻类群落组成、固碳能力及影响因素等多方面的实验。

2023年12月-2024年2月: 组内成员分次观察所有实验结果，并进行数据记录

将所有的实验结果进行汇总

第三阶段：项目汇总阶段

  2024年2月-2024年3月:对湖泊湿地周丛藻类群落组成、固碳能力进行分析与评估，得出固碳规律

2024年3月-2024年4月:完成湖泊湿地周丛藻类群落结构组成、固碳能力评估，撰写结题报告，成功发表一篇论文