红树林向极地扩展过程中，不同纬度序列土壤有机碳的变化

《Ecosystems》：Variation in Soil Organic Carbon Across a Latitudinal Chronosequence of Mangrove Poleward Expansion

本研究分析佛罗里达州西海岸红树林扩张对土壤有机碳（SOC）的影响，通过15个采样点（成熟红树林、前生态区、当前生态区）的SOC密度及δ13C、δ15N同位素特征，发现扩张阶段显著影响SOC密度及同位素组成，且SOC垂直分布特征与红树林贡献一致，揭示了气候变暖驱动的植被迁移对蓝碳汇的潜在影响。

　　

摘要

沿海湿地提供的关键碳汇，即所谓的“蓝碳”，可能受到气候变化多个方面的影响。其中一个重要的例子是由于全球变暖导致的红树林向极地方向扩展，这种扩展正在改变热带-温带过渡带的主要植物覆盖类型，并进而影响生态系统的结构和功能。我们通过测量美国佛罗里达州西海岸15个地点的土壤有机碳（SOC）密度及其同位素特征（δ¹³C和δ¹⁵N），研究了红树林扩展对土壤有机碳的数量和来源的影响。这些采样地点代表了三个不同的扩展阶段：南部的成熟红树林区、中纬度地区的原有生态过渡带以及北部的当前生态过渡带。我们的土壤岩芯数据分析表明，红树林的扩展阶段是预测SOC密度、δ¹³C和δ¹⁵N的重要因素，但对C:N比没有显著影响。当前生态过渡带的SOC密度显著较低，而δ¹³C较高，这表明原有的C₄盐沼在其中起到了更大的作用；而在原有生态过渡带和成熟红树林之间没有发现差异。SOC密度、δ¹³C和δ¹⁵N随着红树林地上生物量的增加、扩展阶段的不同以及沉积环境的变化而变化。在所有三个红树林扩展阶段中，SOC密度随深度的增加而降低，但δ¹³C没有表现出垂直变化趋势，这表明红树林为整个20厘米深的土壤层都贡献了有机碳。观察到的不同红树林扩展阶段之间的SOC区域变化趋势突显了全球变暖引起的沿海湿地植被变化的生态影响，尽管仍需要进一步的证据来确定其主要驱动因素和机制，同时还需要考虑局部和区域环境因素。