刚果盆地中部河流近岸泥炭地的环境与气候演化：碳循环与水文动态的耦合机制

研究团队通过分析刚果盆地Cuvette Centrale地区Momboyo河近岸泥炭地岩芯，结合有机碳/氮分析、Rock-Eval?热解技术和植物蜡质δDn-C29同位素，揭示了10.6 cal ka BP以来泥炭地从洪泛平原→森林沼泽→封闭冠层森林的演化阶段，发现5 cal ka BP干旱事件导致"幽灵间隔期"广泛泥炭分解，为热带泥炭地碳库稳定性与气候变化响应机制提供关键证据。

　　

在应对全球气候变化的背景下，热带泥炭地作为地球最重要的陆地碳库之一，其形成机制与环境响应规律仍存在重大认知缺口。刚果盆地拥有全球最大的热带泥炭地复合体，储存着约300亿吨碳，占全球热带泥炭碳储量的三分之一。然而，这些生态系统正面临日益加剧的人为压力，预计本世纪将从碳汇转变为碳源。尤其令人担忧的是，不同于已有较多研究的亚马逊和东南亚泥炭地，刚果盆地泥炭地的发育过程、环境敏感性和碳周转机制仍鲜为人知。

法国国家科学研究中心（CNRS）等机构的研究人员选择刚果盆地Cuvette Centrale地区Momboyo河近岸泥炭地（IMB100岩芯）作为研究对象，通过多指标综合分析揭示了该区域全新世以来泥炭地演化历史及其气候驱动机制。研究发现该泥炭地经历了三个典型发育阶段：早期（约10.6 cal ka BP前）为受河流影响的有机质富集洪泛平原，中期（10.6-8.7 cal ka BP）转变为森林沼泽湿地，后期（8.7 cal ka BP至今）演化为封闭冠层沼泽森林。特别值得注意的是，在5 cal ka BP开始的干旱事件中，该地区与300公里外的Ekolongouma穹顶泥炭地同步出现"幽灵间隔期"，表明气候干旱导致的泥炭分解现象具有区域普遍性。这项发表于《Quaternary Science Reviews》的研究，首次系统阐明了刚果盆地河流近岸型泥炭地的发育模式，为预测热带碳库对气候变化的响应提供了重要基线。

研究团队采用四种关键技术方法：1）基于AMS ¹⁴C测年（混合IntCal20/SHCal20曲线校准）建立高精度年代框架；2）元素分析仪-IRMS联用测定总有机碳（TOC）、总氮（TN）含量及δ¹³C_bulk、δ¹⁵N同位素组成；3）Rock-Eval?6热解分析获取氢指数（HI）、氧指数（OI）及热稳定性参数（I-index/R-index）；4）GC-IRMS测定植物蜡质正构烷烃（n-C₂₉/n-C₃₁）的δD和δ¹³C值。所有分析均采用距Momboyo河800米处获取的2.37米长IMB100泥炭岩芯样品。

3.1 年代学特征
岩芯底部（229-184 cm）¹⁴C年龄显示约29-18 cal ka BP的年龄倒转，反映早期洪泛平原阶段存在再沉积作用；中上部（184-14 cm）形成连续年代序列，但在124-100 cm层段（对应7.5-2.3 cal ka BP）出现年龄-深度梯度骤降6-10倍的"幽灵间隔期"。

3.2 有机地球化学特征
Unit I（140-14 cm）表现为典型泥炭沉积，C_org>48%，C/N=30-65，δ¹³C_bulk<-29.5‰，Rock-Eval?参数显示植物源有机质原位分解特征；Unit II（184-140 cm）虽C_org>47%但HI/OI指示藻/细菌有机质贡献；Unit III（230-184 cm）C_org=22-43%反映含碎屑的洪泛环境。

3.3 生物标志物记录
δD_n-C29揭示10.6-8.5 cal ka BP降水增加20‰驱动泥炭发育，8.7 cal ka BP时δ¹³C_n-C29突降1.5‰标志封闭冠层形成；5 cal ka BP后持续干旱趋势使δD值上升12‰，与离岸沉积记录（GeoB6518-1）高度一致。

这项研究首次证实刚果盆地不同地貌单元（河流近岸与河间洼地）泥炭地对气候变化的响应具有同步性，特别是5 cal ka BP干旱事件引发的"幽灵间隔期"区域普遍存在。值得注意的是，尽管Momboyo河近岸泥炭地初始发育受河流影响，但10.6 cal ka BP后即脱离河流物质输入，其碳积累机制更接近降水驱动的ombrotrophic（降水补给型）系统。研究还发现1.7-1.5 cal ka BP短暂的森林开敞事件（δ¹³C_n-C29上升1.5‰）未影响泥炭持续积累，表明热带泥炭生态系统对局部植被扰动具有较强韧性。这些发现为理解热带碳库稳定性机制、预测气候变化背景下泥炭地碳释放风险提供了关键科学依据，对刚果盆地泥炭地保护政策的制定具有重要指导价值。