海岸带湿地铁结合有机碳(Fe-OC)的空间分布规律及其气候驱动机制研究

本研究针对海岸带湿地中铁结合有机碳(Fe-OC)的纬度分布规律及其环境驱动机制这一科学空白，通过跨14°纬度的系统调查，揭示了Fe-OC在温带-亚热带梯度下的空间分异特征。研究发现Fe-OC含量(0.17-2.13 mg g–1)随纬度升高显著降低，δ13C同位素证实其海洋碳源优势，多元分析表明温度、降水及土壤性质共同调控Fe-OC储存。该成果为气候变化背景下滨海蓝碳管理提供了理论依据。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，海岸带湿地作为重要的"蓝碳"生态系统，其碳汇功能正受到前所未有的关注。然而，这些处于海陆交错带的特殊环境，在潮汐涨落和人类活动的双重影响下，面临着碳库稳定性下降的严峻挑战。铁(Fe)与有机碳(OC)的耦合作用被认为是维持碳长期储存的关键机制，但关于这种铁结合有机碳(Fe-OC)在大尺度气候梯度下的分布规律及其调控因素，科学界仍缺乏系统认知。

厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室的研究团队在《CATENA》发表的重要研究，填补了这一空白。研究人员沿着中国东部14个纬度的互花米草(Spartina alterniflora)湿地，采集54个沉积物样本，结合同位素示踪和多元统计方法，首次揭示了Fe-OC的纬度分布格局及其气候驱动机制。

研究采用三步法技术路线：通过连续浸提法分离Fe-OC组分，利用同位素比率质谱测定δ¹³C值溯源碳来源，结合气候因子与土壤参数的冗余分析解析驱动机制。样本覆盖温带至亚热带6个典型湿地，每个站点采集0-20cm、20-40cm和40-60cm三层沉积物。

Fe-OC的纬度与垂直分布特征
数据显示Fe-OC含量呈现显著纬度梯度，从亚热带的2.13 mg g^–1递减至温带的0.17 mg g^–1。垂直方向上，表层(10-20cm)含量最高(1.23±0.74 mg g^–1)，随深度增加而降低，这种分异模式与淡水湿地和泥炭地形成鲜明对比。

Fe-OC的碳贡献与结合机制
Fe-OC对土壤有机碳(SOC)的贡献率达8.74%-41.67%，显著高于其他生态系统。OC/Fe摩尔比(1.14±0.69)和δ¹³C富集特征共同表明，吸附作用是Fe-OC形成的主要机制，且其碳源以海洋输入为主。

环境驱动因素解析
温度、降水和土壤pH构成关键调控三角。温带区铝离子和黏土含量是主要限制因子，而亚热带区钙离子浓度起主导作用。这种气候带特异性调控模式，揭示了Fe-OC形成的地球化学阈值效应。

这项研究构建了"气候-土壤-Fe-OC"耦合框架，阐明了铁介导的蓝碳稳定化机制在纬度梯度下的响应规律。不仅为预测气候变化下海岸带碳汇功能演变提供了新视角，更通过识别关键调控因子，为针对性湿地管理策略的制定提供了科学依据。特别是发现Fe-OC对SOC的高贡献率(最高达41.67%)，凸显了铁矿物在增强蓝碳稳定性方面不可替代的生态功能。该成果将推动铁-碳耦合研究从局部尺度向区域尺度的跨越，对完善全球碳循环模型具有重要价值。