综述：蓝碳生态系统中的外源颗粒有机碳：对核算、稳定性与政策的影响

《Journal of Environmental Management》：Allochthonous particulate organic carbon in blue carbon ecosystems: Implications for accounting, stability, and policy

　　

蓝碳生态系统（BCEs）在其土壤中储存了大量的有机碳（OC），包括被其他生态系统固存并运输到这些生态系统中的有机碳，称为外源有机碳（allochthonous OC）。本研究综述了关于外源颗粒有机碳（POC）丰度和来源（包括尚未探索的来源）的最新知识，并综述了在当前的蓝碳政策框架下，如何管理外源颗粒有机碳以用于蓝碳恢复和保育项目的碳效益核算。基于对102项研究的综述，研究人员发现，蓝碳生态系统中56±25%的土壤有机碳（SOC）沉积物是外源颗粒有机碳，最常见的来源被确定为陆地生态系统、悬浮物（seston）和大型藻类（macroalgae）。外源颗粒有机碳是否应纳入蓝碳核算在科学界存在争议，原因是存在高估碳效益和双重计算（double-counting）的风险。因此，它通常被排除在自愿碳市场（voluntary carbon markets）之外，但考虑到蓝碳生态系统在稳定可能被再矿化（remineralised）的有机碳方面的作用，将其纳入也是合理的。基于现有知识，需要更深入地了解不同类型外源颗粒有机碳在不同环境条件下的稳定性和行为，以评估这些组分是否以及在多大程度上可以计入碳效益。

本文基于对102项研究的文献综述，系统探讨了蓝碳生态系统（BCEs）中外源颗粒有机碳（POC）的丰度、来源、稳定性及其在碳核算与政策框架中的处理方式。以下为论文主体部分按小标题的总结：

**1. 引言**
蓝碳生态系统（如海草床、红树林和盐沼）面积虽远小于陆地森林，但单位面积固碳能力显著更高，其有机碳（OC）主要储存于土壤中。土壤有机碳（SOC）的损失会导致大量温室气体排放，因此保护、恢复和扩展蓝碳生态系统被视为基于自然的气候减缓策略。然而，蓝碳策略的实施面临诸多争议，其中关键问题之一在于外源有机碳（指来自其他生态系统并运输至蓝碳生态系统的碳，由大气CO₂通过光合作用固定为生物量，随后被运输并埋藏于蓝碳生态系统中）是否应计入蓝碳管理产生的碳效益。外源有机碳与内源有机碳（由蓝碳生态系统自身光合作用产生并积累于土壤中的碳）形成对比。蓝碳生态系统因其与陆地和海洋的高度连通性，以及复杂的冠层和根系系统对颗粒物的高效捕获能力，成为外源有机碳积累的热点区域。外源颗粒有机碳（POC）的规模和通量对政策和蓝碳核算框架具有重要影响，其处理方式存在科学和政策上的争议：扣除可能导致双重计算，而不扣除则可能高估碳效益。本文旨在综述当前关于外源颗粒有机碳丰度、来源和生物地球化学路径的知识，并探讨其在蓝碳政策框架下的管理方式。

**2. 方法**
研究通过SCOPUS和Web of Science检索了截至2026年1月5日的同行评议文献，收集了关于红树林、海草床、盐沼和淡水湿地中外源颗粒有机碳对土壤有机碳（SOC）储量贡献的数据。共获得3421篇引用，去除重复后筛选出601篇全文审阅，最终确定了92篇文献（含434个估计值）来自2282个采样点。数据涵盖红树林（120个估计值）、盐沼（79个）、海草床（227个）和潮汐淡水湿地（8个）。此外，还从10篇文献中通过公式估算外源颗粒有机碳贡献。统计上，通过方差分析（ANOVA）和事后Tukey检验评估不同生境间的差异。

**3. 结果与讨论**

**3.1 蓝碳研究中的外源颗粒有机碳**
对102项研究的分析显示，外源颗粒有机碳对土壤有机碳（SOC）沉积物的平均贡献率为56±25%，且在不同生态系统内及之间呈现高变异性（0–100%）。海草床的外源颗粒有机碳比例最高（均值62±23%），其次为盐沼（50±27%）、潮汐淡水湿地（49±28%）和红树林（47±23%）。在25%的采样点中，外源颗粒有机碳对土壤有机碳储量的贡献超过60%。大多数研究（79.5%）通过稳定同位素（δ¹³C，有时结合δ¹⁵N）混合模型估算外源颗粒有机碳贡献，少量研究采用元素C/N比、eDNA、n-烷烃特征、特定化合物稳定同位素或木质素酚等方法。这些方法在碳池考虑、源细节水平和不确定性框架上存在差异，导致结果不可直接互换。研究还发现，42%的研究仅考虑了一种外源颗粒有机碳来源，最常见的是悬浮物（seston）；33%考虑了两种来源，如陆地来源、邻近蓝碳生态系统和浮游植物；17%考虑了三种来源，如悬浮物、大型藻类和陆地来源。尽管存在来源端元重叠、组织特异性差异及方法局限性，研究仍揭示了关键来源和过程，例如大型藻类在27%的观测中被识别为外源颗粒有机碳来源，而不同蓝碳生态系统之间的颗粒有机碳跨生境补贴在21%的观测中被报告。

**3.2 蓝碳生态系统中未探索的外源颗粒有机碳来源**

**3.2.1 茶色碳**
淡水湿地（如农场池塘、沼泽和湿地）在全球范围内封存了大量碳，常被称为“茶色碳”（teal carbon）。与陆地森林不同，内陆淡水湿地中的碳主要锁定在土壤中，缺氧环境减少了有机质分解。内陆湿地的有机碳可能通过侵蚀、洪水等过程输出至海洋或沿海湿地，但关于茶色碳向蓝碳生态系统的横向通量目前知之甚少。

**3.2.2 黑碳**
黑碳（black carbon）来源于化石燃料或生物质的不完全燃烧，是继CO₂之后第二大温室效应贡献因子。黑碳可通过降水或河流输入进入蓝碳生态系统。目前对蓝碳生态系统中黑碳贡献的研究很少，已有研究显示其对土壤有机碳储量的贡献可达2–43%，且蓝碳生态系统土壤中黑碳与总有机碳的比值高于未植被土壤，可能归因于植被的捕获能力。有学者建议从碳储量评估中扣除黑碳，以避免高估蓝碳生态系统的碳储存潜力，但黑碳的生物可降解性及其稳定性受环境因素控制，且蓝碳植被本身在燃烧时也可能产生内源黑碳。因此，需要更多研究来理解黑碳贡献的规模、驱动因素及其在蓝碳项目核算框架中的处理方式。

**3.3 蓝碳核算中的外源颗粒有机碳**
不同蓝碳核算框架对外源颗粒有机碳的处理方式差异显著，从完全扣除到完全纳入不等。例如，VCS方法学（VM0024）要求扣除外源颗粒有机碳；北美区域框架（ACR 2017）也支持扣除，但允许例外（如避免双重计算时可不扣除）；VCS潮汐湿地和海草恢复方法学（VM0033）采用部分扣除，假设一部分外源颗粒有机碳（如矿物结合有机碳MAOC）会在长期保存；而澳大利亚的蓝碳恢复方法学（BlueCAM）则不扣除，认为陆地来源的颗粒有机碳在无项目情况下会被矿化，因此其封存可视为额外效益。这些方法学均基于对双重计算和高估风险的权衡，并依赖于当地数据或数学模型。

**3.4 外源颗粒有机碳可能被纳入或排除的原因**

**3.4.1 政策考量**
双重计算风险是支持扣除外源颗粒有机碳的主要论据，尤其当外源颗粒有机碳来自已有碳抵消项目的陆地生态系统时。然而，对于来自大型藻类、附生植物或浮游植物等来源的外源颗粒有机碳，因其易降解且无法在其他框架中核算，双重计算风险较低。可通过空间分析和保守估算来避免双重计算。

**3.4.2 科学考量**
科学界主要担忧高估碳抵消潜力，特别是当外源颗粒有机碳具有高度惰性（如陆地来源的矿物结合有机质）时。然而，近期研究表明，蓝碳生态系统的生物地球化学状态有助于外源颗粒有机碳的沉积和稳定。黑碳的积累也被视为潜在高估来源，但可结合景观参数（如流域大小、与工业区距离）进行风险评估。此外，矿物结合有机质（MAOM）的稳定性依赖环境条件（如氧可用性、盐度和矿物学），且并非全部为外源。总体而言，关于外源惰性颗粒有机碳储量的数据仍稀缺。

**3.4.3 实际实施考量**
外源颗粒有机碳是蓝碳生态系统中土壤有机碳沉积的重要组分（平均56%），蓝碳生态系统能增强其沉降和埋藏。扣除全部外源颗粒有机碳可能显著低估蓝碳项目的碳封存潜力，从而减少抵消单位并阻碍项目实施。同时，识别有机碳来源和惰性组分成本高昂，且存在不确定性。近期研究提出了低成本方法（如基于数学函数或土壤属性代理），但代理变量（如地貌、水动力暴露、河流距离）仅作为筛选工具，不能替代现场追踪。在缺乏精确数据时，可采用保守假设。

**4. 结论**
本综述强调，外源颗粒有机碳在全球蓝碳生态系统中构成土壤有机碳的重要组分，平均贡献率为56±25%，但存在高度变异性。当前估算主要依赖稳定同位素混合模型，受限于考虑的来源，并可能忽略大型藻类和邻近蓝碳生态系统等关键贡献者。此外，黑碳和茶色碳等外源有机碳池尚未被充分整合。关于是否纳入外源颗粒有机碳的争论源于双重计算和高估风险，排除它是当前最保守的做法，但可能低估蓝碳生态系统的气候减缓作用。双重计算可通过上游项目空间分析和水文连通性评估解决，高估则需扣除惰性外源组分。然而，高分析成本阻碍了投资。未来需要更深入地了解不同外源有机碳池的惰性与活性性质及其在不同环境条件下的行为，以提供稳健的指导，确定是否以及在多大程度上应从蓝碳项目的碳效益中扣除这些组分。