孟加拉国孙德尔本斯南部土壤有机碳与养分的空间分布特征及其生态意义

本研究针对全球最大红树林——孙德尔本斯南部表层土壤(10 cm)的有机碳(OC)、盐度和养分空间分布规律展开。通过采集21个样点数据，结合Pearson相关性分析(PCM)、主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)，揭示了盐度与pH对OC的显著负相关(p<0.05)，发现镁(Mg)是影响OC积累的关键因子。该研究为红树林碳汇管理和海岸带生态保护提供了重要科学依据。

　　

在应对气候变化的全球行动中，红树林作为"蓝色碳汇"的关键生态系统备受关注。位于孟加拉湾的孙德尔本斯红树林是世界上最大的潮汐盐生红树林，其土壤碳储量占生态系统总碳储量的85%。然而，这片生态瑰宝正面临海平面上升、盐碱化加剧和人类活动的多重威胁。研究表明，土壤有机碳(SOC)的分布与盐度、pH值和养分循环密切相关，但关于孙德尔本斯南部表层土壤(10 cm)这些关键参数的空间分布规律及其相互作用机制，仍缺乏系统性研究。

为解决这一科学问题，来自中国的研究团队开展了这项开创性工作。研究人员在孙德尔本斯南部沿海区域设置了21个采样点，沿Malancha河、Kunga河和Bharangra河河口区域系统采集表层土壤样品。通过实验室分析获得了有机碳(OC)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、镁(Mg)、钙(Ca)、硫(S)、pH值、电导率(EC)和盐度等关键参数数据。研究采用Pearson相关性矩阵(PCM)分析参数关联性，运用聚类分析(CA)识别土壤特征相似区域，并通过主成分分析(PCA)提取影响SOC分布的主导因子。空间分布特征则通过ArcGIS(10.5)的反距离加权(IDW)插值法进行可视化呈现。

研究结果揭示了多项重要发现：

3.1 研究区域表层土壤理化性质描述
土壤质地以粉砂壤土为主，平均pH值为7.9±0.2(中性至弱碱性)，盐度范围0.6-2.2 PSU。有机碳含量在1.0%-4.8%之间波动，最高值出现在Sarankhola区域，该区域以Sundori(Heritiera fomes)为主要植被。

3.3 表层土壤碳氮比分析
发现OC与N存在极强正相关(r=0.996)，表明二者具有共同来源。粉砂含量高的区域显示出更好的养分保持能力。

3.4 表层土壤理化参数来源、关系及控制因素
镁(Mg)与钾(K)呈现强正相关(r=0.831)，而镁与钙(Ca)则呈负相关(r=-0.567)。盐度与OC、pH与OC均呈显著负相关，表明盐碱化会抑制有机碳积累。

3.5 孙德尔本斯红树林土壤养分的空间分布分析
空间异质性明显：西部区域pH和磷(P)较高，而东北部Sarankhola区域则表现出更高的OC和氮(N)含量。镁(Mg)和钙(Ca)在受潮汐影响显著的区域浓度较高。

这项研究通过多维度分析，首次系统揭示了孙德尔本斯南部表层土壤有机碳与养分的空间分布格局及其控制机制。研究建立的回归模型(OC=12.0-1.02×盐度+0.39×Mg-1.38×pH)量化了各因素对SOC的影响程度，为红树林碳汇精准评估提供了科学工具。

研究发现，盐度增加和pH升高会显著降低SOC含量，这预示着在全球变暖背景下，海平面上升导致的盐碱化加剧可能威胁红树林的碳储存功能。另一方面，镁(Mg)的正向效应揭示了其在促进植被生长和有机质积累中的关键作用，这为通过植被管理增强红树林碳汇能力提供了新思路。

该研究的创新性在于将传统土壤分析方法与空间信息技术相结合，在区域尺度上揭示了红树林土壤碳-养分-盐度的复杂互作网络。研究结果对制定差异化的红树林保护策略具有重要指导价值，特别是对维持淡水输入、控制盐度入侵等管理措施的优化提供了科学依据。未来研究需要向更深层土壤(>50 cm)拓展，以更全面评估孙德尔本斯红树林的碳储存潜力。

这项发表在《Watershed Ecology and the Environment》上的研究成果，不仅丰富了我们对红树林生态系统功能的理解，也为全球蓝碳保护和气候变化应对贡献了重要的区域案例。在生态文明建设和碳中和目标背景下，该研究的方法论和结论对我国乃至全球的红树林保护与恢复都具有重要的参考价值。