海岸带蓝碳汇的多元来源贡献与全球格局：盐沼、红树林和海草床土壤有机碳来源的贝叶斯元回归分析

这篇综述通过贝叶斯元回归模型整合全球78项研究数据，系统解析了盐沼、红树林和海草床湿地土壤有机碳（Corg）的来源贡献。研究发现湿地土壤碳主要来自异源输入（allochthonous sources），而非本地植被（autochthonous sources），强调海岸带蓝碳管理需关注连通生态系统间的碳流动。研究还揭示了采样深度、分析方法等对碳源评估的影响，为优化蓝碳计量方法提供了重要依据。

　　

1 引言

蓝碳生态系统通过光合作用固定二氧化碳（CO₂），并将部分碳以有机碳（C_org）形式长期埋藏在土壤中。然而，土壤碳的来源始终存在争议——究竟主要来自本地植被（如红树林叶片），还是通过潮汐输送的外源有机质（如藻类、陆源碎屑）？本研究通过整合全球数据，首次量化了不同海岸带湿地中自源与异源碳的相对贡献。

2 材料与方法

团队筛选了1152篇文献，最终纳入78项研究（110个独立数据集），涵盖热带和温带的盐沼、红树林和海草床。通过贝叶斯分层元回归模型，分析了气候带、栖息地类型、采样深度等变量对log（自源/异源碳比）的影响。创新性地采用组织特异性同位素特征（如δ¹³C_org、δ¹⁵N）和混合模型（如MixSIAR）追溯碳源。

3 结果

关键发现1：异源碳主导

全球数据显示，三类湿地土壤中异源碳占比普遍超过50%。盐沼（20个数据集）、红树林（34个）和海草床（56个）的异源碳平均贡献分别为62%、58%和54%。其中，大型藻类和悬浮颗粒有机质（SPOM）是重要异源碳载体。

关键发现2：方法学影响

早期基于单一δ¹³C的线性混合模型会高估自源碳贡献（偏差达37%），而采用多同位素（δ¹³C+δ¹⁵N+C:N）的贝叶斯模型更准确。土壤采样深度每增加10cm，异源碳占比提升8.2%，反映深层碳库更多保存历史输入。

关键发现3：跨系统碳流动

红树林与海草床存在显著碳交换：27%的海草床土壤碳来自红树林凋落物，而24%的红树林碳源自海草碎屑。这种"交叉补贴"现象在毗邻生态系统中尤为明显。

4 讨论

生态启示

研究颠覆了"植被自身是土壤碳主要来源"的传统认知，提出"蓝碳网络"概念——潮汐驱动的碳流动使湿地成为景观尺度碳汇。例如，澳大利亚热带地区海草床中，35%的埋藏碳实际来自数公里外的红树林。

方法学建议

作者建议未来研究应：

1. 1.

   结合分子标志物（如木质素酚类）与eDNA技术提高溯源精度

2. 2.

   校正降解过程中的同位素分馏效应（如C₃植物δ¹³C在埋藏后富集3.8‰）

3. 3.

   建立组织特异性端元数据库（如红树叶与根的δ¹³C差异达3.2‰）

管理应用

研究指出，单纯保护单一湿地类型可能低估碳汇潜力。例如，在菲律宾恢复的红树林中，潮汐通道优化使异源碳埋藏率提升42%。这为"基于生态系统的适应性管理"提供了科学依据。

作者贡献与展望

该研究由澳大利亚海洋科学研究所领衔完成，首次在全球尺度量化了海岸带碳流动格局。团队呼吁建立"蓝碳溯源标准协议"，并开发整合水文连通性的碳汇模型，以应对气候变化下的海岸带管理挑战。