NUMAN 2.0模型：融合不确定性分析揭示南佛罗里达红树林土壤碳汇的沿海环境异质性机制

针对红树林土壤碳汇机制受沿海环境异质性影响的关键问题，研究团队升级NUMAN模型至2.0版本，通过蒙特卡洛模拟（N=1000）量化木质素含量、沉积物负载等5个关键参数的不确定性，揭示碳酸盐环境下地下有机质主导碳 sequestration（130.1±55.4 g C m-2 yr-1），为全球红树林碳管理提供理论工具。

　　

红树林作为海岸带生态系统的"蓝色碳汇"核心，其土壤碳封存能力直接影响全球气候变化缓解。然而，不同沿海环境设置（如碳酸盐海岸、河口等）中土壤形成机制存在显著差异，传统模型难以量化有机-无机沉积的协同作用。更棘手的是，红树林正以每年1-2%的速度消失，导致16-106 Mg CO₂-eq ha^-1 yr^-1的碳排放。美国研究团队在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》发表研究，通过升级NUMAN模型至2.0版本，首次系统解析了南佛罗里达三种典型红树林（Shark River、Rookery Bay和Taylor Slough）的碳汇异质性。

研究采用蒙特卡洛模拟（Monte Carlo simulation）结合现场观测数据，重点改进了纤维素作为难降解有机质子库的算法，并纳入粗根系输入机制。通过1000次迭代模拟，量化了木质素含量、无机沉积负载等5个随机变量的不确定性，最终构建出能精确预测土壤表面抬升和碳密度的质量平衡模型。

研究结果

1. Bulk Density
   模型显示Shark River体密度最高（0.31±0.07 g cm^-3），验证了河口环境矿物沉积的显著贡献。而碳酸盐环境的Taylor Slough因有机质主导呈现最低体密度，符合其高氮磷比（N:P=102）特征。

2. Discussion
   根系生物量分配对氮磷比梯度响应显著：高N:P环境（Taylor Slough）促进细根周转，而河口区（Shark River）粗根贡献突出。模型证实碳酸盐环境下地下有机质贡献占土壤形成的83%，而河口区10cm表层以木质凋落物为主。

3. Conclusion
   NUMAN 2.0通过引入纤维素子库和粗根算法，使碳密度预测误差从原模型>30%降至<15%。特别揭示碳酸盐海岸的碳汇优势（130.0±83.9 g C m^-2 yr^-1），为全球85%红树林碳库（2.94 PgC）的精准管理提供工具。

该研究突破性地将土壤形成机制与海岸带分类系统（Thom, 1982）耦合，证实模型在潮汐主导型、碳酸盐型等6类环境中的普适性。尤其对预测海平面上升情境下红树林的适应性具有战略价值，为《巴黎协定》蓝碳核算提供关键参数化方案。