中大西洋潮汐沼泽碳储量的地貌形态单元差异及其对全球碳核算的启示

这篇研究通过系统分析中大西洋地区五种潮汐沼泽地貌形态单元（PGUs）的土壤碳储量，揭示了地貌设置对碳储存的关键影响。研究发现，不同PGUs的碳储量存在显著差异，尤其在200 cm深度采样时差异更明显。研究强调了深层采样（200 cm）对准确估算潮汐沼泽碳储量的必要性，并提出了基于地貌特征的空间变异规律，为全球蓝碳（blue C）核算提供了重要数据支持。

　　

中大西洋潮汐沼泽碳储量的地貌形态单元差异

摘要

潮汐沼泽作为重要的蓝碳（blue C）生态系统，其碳储量估算的准确性对全球碳核算至关重要。本研究聚焦中大西洋地区，首次将潮汐沼泽划分为五种地貌形态单元（pedogeomorphic units, PGUs）：（1）淹没高地（submerged upland）、（2）河口淡水（estuarine fresh）、（3）河口非淡水（estuarine non-fresh）、（4）海岸屏障（coastal barrier）和（5）海岸大陆（coastal mainland）。通过分析72个剖面和455份样品，研究发现不同PGUs的碳储量差异显著，尤其在200 cm深度采样时，河口淡水与非淡水沼泽的碳储量（均值69–71 kg C m^?2）远超海岸屏障沼泽（16 kg C m^?2）。

地貌形态单元与碳储量关系

研究揭示了地貌背景如何通过沉积过程和土壤形成影响碳储存。例如，河口沼泽因长期沉积高碳密度（0.030–0.040 g C cm^?3）的流体矿物层，碳储量随深度线性增加；而海岸屏障沼泽因沙质底层限制，碳储量集中在表层50 cm（占200 cm总量的75%）。淹没高地沼泽则呈现独特的空间梯度，其碳储量与有机层厚度呈正相关，从陆地边界向水域逐渐增厚。

采样深度的重要性

浅层采样（50 cm）会严重低估河口沼泽的碳储量（仅捕获25%–33%的200 cm总量），而海岸屏障沼泽因碳集中在表层，50 cm采样即可捕获75%的储量。研究强调，基于PGUs的差异化采样策略可优化碳核算效率。

空间变异规律

通过28条样带分析，研究发现海岸大陆沼泽的碳储量在靠近陆地边界处较低（因浅层沙质基底），向水域方向快速增加至80 kg C m^?2；而河口沼泽因深层均质沉积，碳储量空间差异不显著。

方法学验证

通过敏感性分析，证实体积密度（bulk density）估算误差对多数剖面的碳储量计算影响有限（<10%），仅有机层（O horizon）估算可能引入较大偏差。

结论与意义

研究为潮汐沼泽碳核算提供了地貌分类框架，并指出现有数据库（如SSURGO）因采样深度不足可能导致显著低估。未来碳管理需结合PGUs特征和深层采样，以提升蓝碳评估的准确性。