墨西哥马萨特兰红树林沉积物蓝碳研究：百年城市化影响下的碳汇衰减与气候调节服务退化

本研究通过210Pb定年沉积岩芯分析，揭示了墨西哥马萨特兰Estero El Infiernillo红树林百年尺度上有机碳(Corg)埋藏速率与储量的演变规律。研究发现城市化导致沉积速率(0.06–2.4 g cm?2 yr?1)与Corg埋藏速率(22–1100 g m?2 yr?1)同步上升，但海洋碳输入减少使Corg储量(1.9–6.5 Mg ha?1)下降。该成果为评估海岸带开发对蓝碳生态系统的影响提供了关键案例，量化显示红树林破坏将释放26,000–44,000吨CO2eq，造成约120万美元经济损失。

　　

在应对气候变化的全球行动中，红树林作为"蓝碳生态系统"的明星成员，凭借其卓越的碳封存能力备受关注。这些生长在热带海岸线的"绿色长城"，每年能埋藏比陆地森林多3-5倍的有机碳(C_org)，并将90%的碳储存在缺氧的沉积物中，形成跨越千年的碳汇。然而墨西哥马萨特兰的Estero El Infiernillo红树林却上演着令人忧心的故事——这座曾拥有300万平方米茂密林地的海岸带，在城市化浪潮中萎缩至27万平方米，成为人类发展与生态保护矛盾的典型缩影。

来自墨西哥国立自治大学的研究团队在《CATENA》发表的研究，通过创新性地结合²¹⁰Pb同位素定年与多指标地球化学分析，首次重建了这一濒危红树林百年来碳动态的完整档案。研究团队在2019年采集了两根沉积岩芯(EU-IX和EU-X)，运用高精度α能谱仪测定²¹⁰Pb活度建立年代框架，通过X射线荧光光谱分析元素组成，并采用激光衍射粒度仪和磁化率测定揭示沉积环境变迁。蒙特卡洛模拟用于量化年代学不确定性，因子分析则解析了影响碳积累的关键环境过程。

4.1 ²¹⁰Pb定年结果显示，岩芯记录了1900-2019年的环境历史。沉积速率(MAR)呈现与马萨特兰人口增长(r²=0.66-0.82)显著相关的指数上升，1980年后加速尤为明显。靠近陆地的EU-IX站点MAR(0.12–2.6 g cm^?2 yr^?1)显著高于近海EU-X站点(0.06–0.53 g cm^?2 yr^?1)，印证了人类活动对陆源输入的强化作用。

4.2 沉积物特征揭示环境剧变：Na/Al比值等指标显示，20世纪初以海洋主导的环境已转变为陆源主导系统。EU-X站点保持较高C_org含量(3.9–16%)和C:N比值(15–65)，反映历史时期丰富的海洋有机质输入；而EU-IX站点较低的C_org(1.1–3.9%)与升高的Al、Ti含量，证实了陆源稀释效应。

4.3 碳动态演变呈现矛盾现象：虽然C_org埋藏速率随MAR增加而上升(EU-X:22–216 g m^?2 yr^?1；EU-IX:27–527 g m^?2 yr^?1)，但单位面积碳储量却持续下降。核心发现是：1940年代港口建设导致入海口宽度缩减90%，使海洋碳输入减少，这是储量下降的主因。推算1米深度碳储量显示，破坏现存红树林将释放26,000–44,000吨CO_2eq，相当于当地13-22天的机动车排放总量。

这项研究创新性地量化了海岸工程对红树林碳汇功能的长期影响。不同于简单认为城市化必然降低碳积累，研究发现尽管碳储存效率下降，但受扰动系统仍维持着101±16 g m^?2 yr^?1的碳埋藏速率，接近全球红树林平均水平(139 g m^?2 yr^?1)。这提示即使退化红树林仍具保护价值，而恢复海洋连通性可能是增强碳汇的关键。研究建立的"沉积速率-碳动态-社会经济"关联模型，为全球快速城市化海岸带的蓝碳管理提供了科学框架。

站在气候治理与生物多样性保护的十字路口，Estero El Infiernillo的案例犹如一面镜子——当我们在海岸线上筑起堤坝和码头时，不仅改变了地貌，更在悄然瓦解大自然精心设计的碳封存机制。这项研究用百年沉积档案发出警示：每一寸消失的红树林，都是我们对抗气候变化的珍贵盟友。