中国东部盐沼 Spartina alterniflora 化学与物理控制策略对蓝色碳动态的影响

《Carbon Balance and Management》：Contrasting control strategies of Spartina alterniflora reconfigure blue carbon processes and stability in salt marshes

　　

摘要

背景

为恢复沿海生物多样性和本土栖息地，人们广泛采取大规模措施控制入侵物种Spartina alterniflora，但其对蓝色碳的影响仍不明确。随着全球将蓝色碳纳入气候缓解和沿海管理的努力，解决这些影响对于协调入侵物种管理与碳保护至关重要。在这里，我们研究了两种不同的控制策略——施用除草剂（化学控制）和结合持续灌溉的切割（物理控制）——如何改变中国东部盐沼中的蓝色碳动态，考虑了大气碳交换、碳储存和土壤碳稳定性。

结果

研究得出以下结果：(1) 两种控制策略都导致了碳吸收的显著转变，从大量的净碳吸收（–13.49 Mg C ha?1 yr?1）变为净碳释放（1.78–4.94 Mg C ha?1 yr?1）；P < 0.05），这是通过不同的碳过程实现的。(2) 与未受管理的沼泽相比，化学控制使甲烷（CH?）排放量增加了79.6%，并加剧了温室效应；而物理控制则降低了全球变暖潜力（P < 0.05）。(3) 在控制措施实施后，总有机碳密度从未受管理沼泽的71.55 ± 5.04 Mg C ha?1下降到53.62–55.84 Mg C ha?1，尤其是表层土壤有机碳（SOC）含量减少了38.3–51.5%（0–30 cm深度：P < 0.05）。同时，碳池管理指数（CPMI）下降了55.4–64.2%，表明碳稳定性降低，这与水的变化以及微生物碳处理能力的改变有关。(4) 物理控制主要保留了残余碳库，但将其重新分配到更易分解的溶解形式中，增加了碳的侧向输出；而化学控制虽然保持了枯死生物量，但加速了SOC的损失和碳的释放。

结论

本研究表明，不同的S. alterniflora控制策略会导致不同的碳效应，较高的SOC保留量并不一定意味着更高的碳稳定性。这些发现强调了在选择控制策略时考虑干预措施带来的碳成本以及保留碳的稳定性的重要性，这对入侵地区的S. alterniflora管理以及协调入侵植物控制与长期蓝色碳保护的工作具有广泛的意义。

背景

为恢复沿海生物多样性和本土栖息地，人们广泛采取大规模措施控制入侵物种Spartina alterniflora，但其对蓝色碳的影响仍不明确。随着全球将蓝色碳纳入气候缓解和沿海管理的努力，解决这些影响对于协调入侵物种管理与碳保护至关重要。在这里，我们研究了两种不同的控制策略——施用除草剂（化学控制）和结合持续灌溉的切割（物理控制）——如何改变中国东部盐沼中的蓝色碳动态，考虑了大气碳交换、碳储存和土壤碳稳定性。

结果

研究得出以下结果：(1) 两种控制策略都导致了碳吸收的显著转变，从大量的净碳吸收（–13.49 Mg C ha?1 yr?1）变为净碳释放（1.78–4.94 Mg C ha?1 yr?1）；P < 0.05），这是通过不同的碳过程实现的。(2) 与未受管理的沼泽相比，化学控制使甲烷（CH?）排放量增加了79.6%，并加剧了温室效应；而物理控制则降低了全球变暖潜力（P < 0.05)。(3) 在控制措施实施后，总有机碳密度从未受管理沼泽的71.55 ± 5.04 Mg C ha?1下降到53.62–55.84 Mg C ha?1，尤其是表层土壤有机碳（SOC）含量减少了38.3–51.5%（0–30 cm深度：P < 0.05）。同时，碳池管理指数（CPMI）下降了55.4–64.2%，表明碳稳定性降低，这与水的变化以及微生物碳处理能力的改变有关。(4) 物理控制主要保留了残余碳库，但将其重新分配到更易分解的溶解形式中，增加了碳的侧向输出；而化学控制虽然保持了枯死生物量，但加速了SOC的损失和碳的释放。

结论

本研究表明，不同的S. alterniflora控制策略会导致不同的碳效应，较高的SOC保留量并不一定意味着更高的碳稳定性。这些发现强调了在选择控制策略时考虑干预措施带来的碳成本以及保留碳的稳定性的重要性，这对入侵地区的S. alterniflora管理以及协调入侵植物控制与长期蓝色碳保护的工作具有广泛的意义。