在孟加拉国东南部沿海生态系统中，红树林沉积物的碳封存潜力高于盐沼

《Regional Studies in Marine Science》：Mangrove sediments reveal higher carbon sequestration potential than saltmarshes in southeastern coastal ecosystems of Bangladesh

　　

摘要

在孟加拉国，除了孙德尔本斯地区外，其他沿海蓝碳生态系统的储量一直缺乏准确数据，尤其是那些相对原始与受人类活动影响较大的海岸区域。本研究对孟加拉国东南部科克斯巴扎尔和萨林普尔的红树林及盐沼生态系统1米深度内的沉积物有机碳含量、容重以及有机碳储量进行了测定。在每个地点的每种生境中采集了三个重复的沉积物样本（共12个核心样本，60个不同深度的样本）。结果显示，红树林中0-100厘米深度处的平均有机碳储量为36.67 ± 5.2千克/平方米，而盐沼中为31.70 ± 4.5千克/平方米，这意味着红树林的沉积物碳储存量大约高出15.7%。不同深度区间内有机碳浓度在12.05至24.29克/千克之间，生境类型对总有机碳储量有显著影响，而地点差异则影响较小。红树林中的有机碳含量与黏土含量呈正相关（相关系数为0.841，P值小于0.05），而盐沼中的有机碳含量与粉砂含量呈正相关（相关系数为0.692，P值小于0.05）。这些研究结果为孟加拉国东南部地区提供了重要的比较基准，有助于针对不同生境制定相应的保护措施、沉积物管理策略以及沿海规划中的蓝碳核算方法。

引言

温室气体排放是全球面临的重要挑战之一（Wang and Yan 2022）。应对气候变化需要采取双重策略，既要控制温室气体排放，又要增加自然碳汇（Ocal and Aslan, 2013; Masson-Delmotte et al., 2021）。在此背景下，包括红树林、潮间带盐沼和海草床在内的植被覆盖的沿海生态系统，因其具备强大的固存大气碳的能力而越来越受到重视（Duarte et al., 2013）。盐沼和红树林属于一类分类学上多样的耐盐植物，多为木本开花植物，主要分布在热带和亚热带地区（Aysha et al., 2015）。它们不仅能够储存碳，还能带来诸多生态效益（Rogers et al., 2023; Howard et al., 2014）。这类生态系统通常被称为“蓝碳”生态系统，因其能够在生物量中高效储存大量碳，而且能在较长时间内保持这种状态（Nellemann et al., 2009; LePage, 2011; McKee et al., 2012）。

这些生态系统为海洋提供了超过10%的有机碳，而有机碳对海洋生态至关重要（Dittmar et al., 2006）。据估计，全球红树林每年可固存14.2万亿克的碳，平均每公顷每年可固存1.71 ± 0.17百万吨的碳（Alongi, 2018）。已有大量研究致力于探讨红树林的碳固存机制以及有机碳的动态变化（Kristensen et al., 2008; Ray and Jana, 2017）。此外，红树林生态系统中的碳储量还受物种、植被类型和盐度水平的影响（Mitra et al., 2011）。蓝碳生态系统是极为高效的碳汇，其固碳速度是陆地森林的30到50倍，且能在厌氧条件下长期保存碳（Donato et al., 2011; McLeod et al., 2011; Chowdhury et al., 2015）。例如，红树林中约有50–90%的生态系统碳储存在地表以上的沉积物中，而由于泥炭形成广泛且地上生物量较少，盐沼中高达99%的碳储存在沉积物中（Chmura et al., 2003; Mitsch et al., 2010）。湿地沉积物中含有大量的有机碳和无机碳，因此成为重要的碳储存库（Nahlik and Fennessy, 2016; Yu et al., 2010）。如此高的固碳效率凸显了它们在应对全球气候变化中的关键作用，为碳捕获和储存提供了有效的自然解决方案（Osland et al., 2013; Kauffman et al., 2014; Macreadie et al., 2021）。

孟加拉国的海岸线包括孙德尔本斯地区，以及分布在中部和东南部沿岸的众多小型红树林和盐沼湿地（Alongi, 2012）。除了固碳功能外，这些生态系统还能提供海岸防护、支撑渔业发展并维护生物多样性（Alongi, 2020; Bansal et al., 2023）。然而，除了孙德尔本斯地区外，许多这类小型沿海湿地的碳储量数据仍然十分匮乏。这一现状限制了针对特定地区的蓝碳核算工作，也削弱了孟加拉国在适应性措施、生态修复以及沿海土地利用规划方面所需的科学依据。与此同时，这些湿地还面临着土地开垦、污染、沿海开发以及海平面上升等日益严重的压力，这些因素都可能降低碳储存量，甚至使原本的碳汇转变为碳源（Pendleton et al., 2012; Giri et al., 2011）。

基于上述背景，本研究选择了两个生态特征差异较大的东南部沿海地区作为研究对象：一个是受人类干扰较小的科克斯巴扎尔河口海岸，另一个则是受人类活动影响较大的锡塔昆达附近的萨林普尔海岸。本研究并非旨在提出某种通用的理论模型，而是为孟加拉国这部分地区提供红树林和盐沼沉积物碳储量的比较性区域基准，因为目前这类对比数据极为有限。我们假设这两种生境都会储存大量沉积物碳，且红树林在0-100厘米深度处的有机碳储量通常高于相邻的盐沼，而沉积物质地和当地人为干扰程度等因素可以解释观测到的差异。

本研究的目标是：（1）分析科克斯巴扎尔和萨林普尔地区的红树林及盐沼生境中的沉积物质地；（2）测定这些沉积物中的有机碳浓度、容重以及0-100厘米深度处的有机碳储量；（3）比较这两个沿海地区不同生境的碳固存潜力。通过这些研究，为孟加拉国沿海湿地的蓝碳清单编制、保护优先级确定以及气候减缓规划提供具有区域针对性的科学依据。

章节要点

研究区域描述

本研究在孟加拉国东南部的两个不同沿海地区采集了沉积物样本，分别是科克斯巴扎尔海岸和萨林普尔的吉大港海岸（见图1）。选择这两个地点是为了涵盖不同的蓝碳生态系统状况，从受人类活动影响较小的河口环境（科克斯巴扎尔海岸）到人类活动压力较大的地区（萨林普尔、吉大港海岸）。

科克斯巴扎尔的采样地点

沉积物中的有机碳浓度与容重分布

在两个研究地点的两种生境中，沉积物中的有机碳浓度通常随深度增加而下降（见图2a）。表层及近表层区域的有机碳浓度最高，而50-100厘米深度区域的有机碳浓度较低，这可能与近期有机物质输入减少有关。在0-30厘米深度范围内，科克斯巴扎尔红树林沉积物中的有机碳浓度约为25 ± 5.3克/千克，而相邻盐沼中的该数值约为22 ± 4.2克/千克。萨林普尔的表层沉积物有机碳浓度也与此相近。

沉积物有机碳储量

研究结果表明，与已有的热带红树林和盐沼的碳储量数据相比，这些沿海湿地中的沉积物碳储量相当可观。Loveland和Webb（2003）提出的20克/千克这一数值最初是在农业土壤背景下得出的，因此在此只能作为一种大致的参考值，不能作为所有湿地都适用的阈值。由于碳含量的差异，沿海湿地沉积物并没有一个被普遍认可的有机碳标准值。

结论

本研究表明，孟加拉国东南部的红树林和盐沼湿地都是重要的沉积物碳储存库，平均而言，红树林的有机碳储量比相邻的盐沼高约15.7%。决定0-100厘米深度处有机碳储量的主要是生境类型，而非具体地点，而沉积物质地则是影响碳储存量的重要因素，其中黏土在红树林中的作用更为显著，粉砂在盐沼中的作用更为重要。

本研究的主要贡献在于

未引用参考文献

(Banerjee et al., 2023; Das et al., 2023; Hossain et al., 2016; Mazda et al., 1997; Mitsch and Gosselink, 2015; Robertson and Phillips, 1995; Santos et al., 2021; Siikam?ki et al., 2012; Six et al., 2002; Uddin et al., 2023)

CRediT作者贡献说明

Shaharin Salma Romkey：撰写——审阅与编辑，数据验证。Muhammed Forruq Rahman：撰写——审阅与编辑，数据收集分析。Mamun Abdullah Al：撰写——审阅与编辑，研究监督，项目管理，资金筹措，研究构思。Mohammad Motahar Hossain：撰写——初稿撰写，正式数据分析，数据整理。Uddin SheikhAftab：撰写——审阅与编辑，研究构思。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究得到了孟加拉国吉大港大学研究与出版部门的支持（项目编号：565/2025-26/040）。

声明

作者声明不存在任何利益冲突。

作者贡献

M.M. Hossain：负责样本采集、样品处理、初步数据分析以及初稿撰写。S. AftabUddin：负责样本采集、研究思路构思、实验设计以及手稿修改。M. Abdullah Al：负责研究思路构思、实验设计以及手稿修改。

Mohammad Motahar Hossain|Sheikh AftabUddin|Shaharin Salma Romkey|Muhammed Forruq Rahman|Mamun Abdullah Al