柬埔寨Chrouy Pros湾海草性状与环境调控对土壤有机碳储量的影响机制研究

推荐：本研究针对全球海草生态系统碳储量变异机制不明的问题，以柬埔寨Chrouy Pros湾为研究对象，通过分析海草(Halodule pinifolia)性状与土壤Corg储量的关系，发现该区域1米深度土壤Corg储量达122±52 Mg C ha?1，其中56-95%源自红树林/陆源有机质。研究揭示了潮汐高程通过调控海草表型可塑性间接影响碳储量的机制，为跨栖息地蓝碳管理提供了科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，海草床作为重要的蓝碳(blue carbon)生态系统，其碳封存能力日益受到关注。然而，海草生态系统的碳储量存在显著空间异质性，这种变异究竟由海草自身功能性状驱动，还是受环境因素调控，成为当前研究的核心争议点。柬埔寨Chrouy Pros湾作为东南亚典型的高浊度海湾，其海草床碳循环机制尚未被揭示，这限制了该区域蓝碳资源的科学评估与管理。

为解答这一科学问题，来自国外研究机构的研究团队在《Science of The Total Environment》发表了开创性研究。研究人员选择Chrouy Pros湾25个监测站点，采用活塞取芯器获取1米深度土壤样品，结合稳定同位素(δ¹³C_org)混合模型和结构方程模型(SEM)，首次量化了柬埔寨海草床的碳储量及其来源构成。通过同步采集海草生物量样本，系统分析了潮汐高程对Halodule pinifolia表型可塑性(phenotypic plasticity)的影响。

关键技术方法包括：1) 采用CariCAS协议进行土壤碳库采样；2) 元素分析仪测定总碳、有机碳(C_org)和无机碳(C_inorg)含量；3) 稳定同位素质谱分析碳来源；4) 主成分分析(PCA)和结构方程模型解析环境-性状-碳储量的多维关系。样本来源于该湾1485公顷海草床的25个代表性站点，涵盖潮间带和浅水亚潮带生境。

3.1 海草性状变异性
研究发现H. pinifolia存在两种生长型：潮间带种群呈现高密度(8248±4192株/m²)、短叶的"促进型"形态；亚潮带种群则为低密度、长叶的"竞争型"形态，表现出明显的光限制响应性状。生物量-密度关系分析显示，单株生物量与密度呈负相关(R²=0.28)，但样方尺度总生物量与密度正相关，否定了自疏(self-thinning)效应的存在。

3.2 海草土壤特征
土壤C_org储量(122±52 Mg C ha^?1)显著高于全球H. pinifolia主导草场的既往记录。δ¹³C混合模型显示，海草自源碳仅贡献23.5±9.5%，而红树林/陆源碳占比高达76.5%。值得注意的是，亚潮带站点的C_org、氮、磷储量均显著高于潮间带(p<0.05)，且表层沉积物δ¹³C_org更重(-23.4‰ vs -24.6‰)，表明潮间带沉积更多易分解的海草原位碳。

3.3 碳储量协变量
结构方程模型揭示：潮汐高程通过调控海草密度间接影响碳储量，密度增加会提高沉积物δ¹³C_org(R²=0.224)，而δ¹³C_org与C_org储量呈显著负相关。排除含红树林泥炭层的异常站点后，水深对碳储量的直接正效应凸显，证实亚潮带环境更有利于有机质埋藏。

这项研究突破了传统"海草性状直接控制碳储量"的认知框架，首次在热带海湾尺度证实：1) 潮汐高程通过光限制驱动海草表型可塑性，形成"高密度-低储量"与"低密度-高储量"的生态型分化；2) 红树林衍生碳的横向输送是海草床碳储量的主要来源，这种跨栖息地协同效应需要整体性管理策略；3) 亚潮带环境因水文稳定性和低矿化率更利于碳封存，这对蓝碳项目的选址具有指导价值。

研究结果对发展基于自然的气候解决方案(Nature-based Solutions)具有双重意义：一方面揭示了热带海湾海草床作为高效碳汇的潜力，另一方面提出了异源碳的"额外性"(additionality)评估难题。作者建议未来研究应聚焦：1) 海草床对红树林碳的截留效率量化；2) 海草消失风险与碳释放潜势评估；3) 多栖息地协同管理框架构建，为东南亚海岸带蓝碳政策的制定提供科学支撑。