大西洋中部潮汐沼泽碳储量的地貌分异特征及其对全球蓝碳核算的启示

这篇研究通过系统分析大西洋中部五种潮汐沼泽地貌单元（PGU）的土壤碳储量，揭示了地貌背景对蓝碳（Blue C）储存的关键影响。研究采集72个剖面455份样品，首次量化了不同PGU（包括 submerged upland、estuarine fresh/non-fresh、coastal barrier/mainland）在200 cm深度的碳储量差异，发现河口型沼泽碳储量（69-71 kg C m-2）显著高于海岸屏障型（16 kg C m-2）。研究强调深层采样（200 cm）对准确评估潮汐沼泽碳汇功能的重要性，为区域碳核算提供了地貌分类学框架。

　　

地貌单元分类与采样策略

研究将大西洋中部潮汐沼泽划分为5种地貌单元（PGU）：（1）被淹没高地（submerged upland），（2）河口淡水区（estuarine fresh），（3）河口非淡水区（estuarine non-fresh），（4）海岸屏障岛（coastal barrier），（5）海岸大陆区（coastal mainland）。通过28条样带72个剖面（455份样品）的系统采样，首次实现200 cm深度全剖面碳储量测量。采样深度设计涵盖50 cm、100 cm和200 cm三个梯度，以评估浅层采样导致的碳储量低估风险。

碳储量地貌分异规律

河口型沼泽展现出惊人的碳储存能力：淡水与非淡水区200 cm深度平均碳储量分别达69±4 kg C m^-2和71±4 kg C m^-2，显著高于海岸屏障岛的16±1 kg C m^-2。这种差异源于沉积环境——河口区持续接收富含有机质的细颗粒沉积物，形成厚度可达6-15米的暗色软质矿质层（C密度0.030-0.040 g cm^-3），而屏障岛沼泽仅发育<30 cm的有机层，下伏贫碳砂质层（SOC<0.2%）。

采样深度对碳评估的影响

研究揭示浅层采样会严重低估碳储量：在河口沼泽中，50 cm采样仅捕获25-33%的200 cm总碳储量，100 cm采样也仅能覆盖53-59%。相反，屏障岛沼泽75%的碳集中于表层50 cm。这种差异突显了基于PGU类型定制采样策略的必要性——对厚层有机质沉积区需200 cm深采样，而薄层有机质区50 cm采样即具代表性。

碳储量空间分布模式

通过样带分析发现：（1）被淹没高地沼泽的碳储量从陆地边界向水域方向递增（10→60 kg C m^-2），这与有机层随沼泽年龄增厚的规律吻合；（2）海岸大陆区沼泽在近陆地侧因浅层砂质基底导致碳储量骤降，向海侧快速升至80 kg C m^-2；（3）河口型沼泽碳储量空间均一性最高，反映其深部沉积环境的稳定性。

方法论创新与碳核算启示

研究建立了首个结合地貌单元分类的潮汐沼泽碳评估框架。敏感性分析显示，30%样品采用的容重（BD）估算仅导致<10%的碳储量误差。该成果直接挑战了当前CONUS潮汐湿地统一使用0.0270 g C cm^-3碳密度估算的范式，证明忽略地貌分异会导致海岸屏障区碳储量高估（SSURGO数据偏差达300%）。研究为《全球湿地蓝碳核算协议》提供了关键的区域尺度校正基准。