中國科學院煙臺海岸帶所在濱海濕地藍碳長效儲存機制方面取得新進展！

濱海濕地是全球重要的“藍碳”儲庫，其來自陸海傳輸中形成的外源老化碳占比高達50%以上。然而，目前關于這類老化碳在濱海生態系統中的儲存機制，尤其是礦物結合與微生物轉化過程的協同作用，仍是藍碳研究領域的關鍵短板。近日，中國科學院煙臺海岸帶研究所李遠副研究員、韓廣軒研究員聯合天津大學宋照亮教授、中國科學院南京土壤研究所駱永明研究員及國內外多家單位，對此開展了系統研究。研究團隊跨越中國沿海20個緯度梯度，對36個紅樹林和鹽沼濕地進行了實地調查，通過對表層土壤和1米深沉積柱的綜合分析，結合14C同位素測年、生物標志物和模型解譯，系統揭示了礦物-微生物協同作用對藍碳周轉與儲存的聯合調控機制，為我國藍碳精準評估與科學管理提供了重要的理論支撐。

圖1 海岸帶紅樹林和鹽沼研究點位及土壤有機碳特征分布

研究發現，鹽沼與紅樹林在碳周轉時間上存在顯著差異。具有高礦物沉積速率的鹽沼濕地表現出比紅樹林更長的土壤有機碳周轉時間（表層土壤平均為2200年 vs. 500年）。這一差異主要歸因于鹽沼中含有更高比例的老化碳（~50%）和化石碳（~20%）。在組分分配上，鹽沼表層土壤的礦物結合態有機碳（MAOC）比例高達81.5%，顯著高于紅樹林的66.6%，且鹽沼含有更高比例的木質素酚（3.5% vs. 3.1%）和微生物殘體碳（21% vs. 14%）。這表明在外源輸入主導的生態系統中，SOC主要來自高降解的老化碳庫。

圖2 基于14C的海岸帶紅樹林和鹽沼土壤有機碳組成和周轉

應用線性混合效應模型和結構方程模型進一步研究發現，礦物-微生物協同作用隨深度發生顯著轉移。在表層土壤（0-20 cm）中，新鮮有機質輸入豐富，微生物殘體碳的積累是驅動碳周轉的關鍵因素（影響系數 0.36）；而在深層土壤（1 m），木質素的降解程度則取代微生物生物量，成為決定有機碳千年尺度持久封存的主要預測因子（影響系數 0.45）。

圖3 海岸帶紅樹林和鹽沼表層和深層土壤有機碳周轉控制因素

該研究提出了一種基于礦物-微生物聯合調控的藍碳封存新機制：微生物將外源有機質轉化降解為相對穩定組分后，再由活性礦物提供物理保護。這一發現挑戰了藍碳儲存主要由死體生物直接埋藏主導的傳統觀念，證明了礦物-微生物協同過程對于外源老化碳封存的關鍵作用。研究建議，未來的藍碳核算與生態管理框架須將這一機制納入考量。

圖4 礦物與微生物協同驅動海岸帶藍碳組成與周轉的概念模型

相關研究成果發表在期刊《Global Change Biology》上，研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和山東省自然科學基金等項目的資助。

論文信息：

Yuan Li, Chuancheng Fu, Peng Ren, Zhaoliang Song, Lingfang Ni, Ting Wang, Changxun Yu, Ji Chen, Laodong Guo, Iain P. Hartley, Ding He, Xiaoguang Ouyang, Wei Zhi, Shaopan Xia, Weiqi Wang, Mingliang Zhao, Guangxuan Han, Yongming Luo. Mineral Association and Microbial Processing Jointly Prolong Carbon Turnover in Coastal Wetlands. Global Change Biology, 2026, 32: e70763. https://doi.org/10.1111/gcb.70763

• 信息來源:中國科學院煙臺海洋研究所。

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