红树林源溶解有机碳通过海底地下水排放的输出通量及其全球生物地球化学意义

本文系统评估了红树林通过海底地下水排放（SGD）输出的溶解有机碳（DOC）通量及其荧光组分特征。结合222Rn质量平衡模型与蒙特卡洛模拟，研究发现北部湾区域红树林DOC输出通量达1.39×106 mol d?1，全球通量估算为1.79×1012 mol yr?1，相当于全球河流输出量的10.5%。通过三维荧光光谱（3D-EEMs）解析，揭示红树林DOC兼具高生物活性与难降解组分的双重特性，为蓝碳循环研究提供新视角。

　　

亮点

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  红树林通过海底地下水排放（SGD）输出的溶解有机碳（DOC）通量巨大，堪比河流输出的10.5%
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  荧光组分分析揭示红树林DOC兼具高生物活性和难降解特性
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  全球尺度模拟表明红树林是海洋难降解碳的重要埋藏汇

主要发现

红树林源溶解有机碳的区域分布模式与荧光组分特征

通过自组织映射（SOM）聚类分析发现，北部湾不同水体中单位DOC的有色溶解有机质（CDOM）组成存在显著差异（图S2）。本研究采用C_n/DOC和SUVA₂₅₄（a₂₅₄/DOC）比值更直观地展示不同水体DOC组成的差异。

DOC浓度和荧光溶解有机质（FDOM）组分在红树林孔隙水、地表水和河流中呈现明显梯度分布。红树林孔隙水中检测到最高水平的类腐殖质荧光组分（FDOM_H），其激发发射波长较高，被认为是难降解DOM的有效指示物，可在百年时间尺度上作为碳埋藏的标志。而类蛋白质荧光组分（FDOM_P）则在混合区呈现活跃的生物转化特征。

红树林源溶解有机碳输出通量的全球尺度评估

以"红树林"和"DOC"为关键词，从Web of Science、中国知网和Google Scholar等数据库检索到216篇文献，其中47篇研究直接或间接报道了红树林源DOC的输出通量（图3）。31项研究采用质量平衡模型直接测定红树林DOC输出通量，12项研究先通过镭或氡质量平衡模型估算孔隙水交换速率，再乘以端元DOC浓度值获得通量数据。

通过蒙特卡洛模拟（1.5×10⁸次迭代）的全球整合分析表明，红树林源DOC年输出通量达1.79×10¹² mol，相当于全球红树林净初级生产力（NPP）的11.7%。特别值得注意的是，难降解荧光组分（FDOM_H）的贡献可能相当于河流输出的10%，且显著高于淡水海底地下水排放（FSGD）的贡献。

结论

本研究通过区域观测与全球模拟相结合，揭示了红树林在海洋碳循环中的双重关键作用：一方面作为重要的碳输出源，通过DOC形式输出其初级生产力的显著部分；另一方面作为独特的碳组分调节器，红树林源DOC同时具备高生物活性和难降解特性。这些发现确立了红树林既为海岸带生产力提供活性碳源，又是难降解碳重要汇的双重功能，凸显了其在调控海岸带碳循环和蓝碳储存中的关键地位。