河口红树林湿地沉积物有机碳动态与累积机制研究：从陆向海梯度的碳汇功能解析

为解决河口湿地碳汇机制不清的问题，研究人员通过陆向海梯度采样，系统研究了红树林与无植被区沉积物有机碳（SOC）分布特征、活性组分（EOC/MBC/DOC）动态及δ13C-δ15N同位素示踪。发现红树林SOC储量显著高于无植被区，植物输入加速碳周转但降低陆源C3植物贡献（62.8%→28.0%），揭示沉积速率（SAR）、容重（BD）和水含量（SWC）是调控有机碳累积率（OCAR）的关键因子，为蓝碳生态系统管理提供理论依据。

　　

在全球气候变化背景下，被称为"蓝色碳汇"的滨海湿地正成为应对气候变暖的重要自然解决方案。其中，红树林虽然仅占全球海岸线的0.7%，却贡献了海洋沉积物近一半的有机碳埋藏量。然而令人困惑的是，这些生长在咸淡水交汇处的奇特树木，其脚下厚厚的淤泥究竟如何实现碳的长期封存？为什么有些红树林的碳储存效率比相邻光滩高出数倍？这些问题直接关系到全球蓝碳工程的精准实施。

中国林业科学研究院的研究团队选择珠江口淇澳岛红树林国家级自然保护区作为天然实验室。这片位于22°17′N-22°26′N的亚热带湿地，不仅保存着完整的陆海过渡带沉积序列，更面临着珠三角经济区快速发展带来的生态压力。研究人员沿陆向海梯度布设采样点，通过沉积柱芯分析揭示了红树林碳汇的三大秘密。

研究采用多技术联合作战：210Pb同位素定年构建年代框架，元素分析仪测定总有机碳（TOC）和总氮（TN），稳定同位素质谱分析δ¹³C和δ¹⁵N特征，酚类化合物衍生化检测木质素生物标志物，并结合结构方程模型（SEM）解析环境因子网络。所有样本均区分表层（0-20cm）、中层（20-50cm）和深层（50-100cm）进行分层对比。

【Sediment physicochemical properties】部分显示，红树林区沉积物容重（BD）比无植被区低23%，而含水率（SWC）高出1.8倍，这种"海绵质地"为碳保存创造了理想环境。电导率（EC）和pH随深度降低的趋势，暗示着潮汐作用对表层沉积物的强烈影响。

【Dynamics of SOC in mangrove and unvegetated habitats】章节通过210个样本数据证实，红树林区SOC储量（12.3±1.8 kg/m²）是无植被区（4.7±0.9 kg/m²）的2.6倍。活性碳组分中，微生物生物量碳（MBC）与易氧化有机碳（EOC）呈显著正相关（r=0.82），表明微生物代谢是碳转化的核心驱动力。

同位素证据【δ¹³C and δ¹⁵N analyses】部分揭示戏剧性变化：从林缘到海向，陆源C3植物贡献率从62.8%锐减至28.0%，而海源藻类信号增强。木质素酚类（Λ8）指数显示，红树林区碳分解程度比无植被区高40%，这与传统"红树林抑制分解"的认知相悖，研究者将其归因于根系分泌物刺激的微生物"共代谢效应"。

【Conclusion】部分的三点结论重塑认知：①红树林通过改变BD和SWC创造碳保存微环境；②植物输入是"双刃剑"——既增加碳源又加速分解；③SAR和BD共同控制OCAR，解释为何某些红树林碳汇效率超预期。该研究发表在《CATENA》的论文为全球红树林修复工程提供了关键靶点——在评估碳汇潜力时，必须同时考虑沉积动力学和微生物过程这对矛盾体。

这项研究的现实意义尤为突出。在珠三角地区围垦压力巨大的背景下，研究首次量化了人类活动通过改变SAR影响蓝碳功能的阈值。数据显示，当沉积速率超过2.3 mm/年时，OCAR提升效应开始递减，这为海岸带"占补平衡"政策提供了精确的科学标尺。正如通讯作者Lijuan Cui研究员强调的："保护红树林碳汇，不仅要看面积保有量，更要守护其独特的沉积动力学过程。"