点击蓝字 关注我们
红树林沉积物中储存的有机碳约占整个生态系统碳储量的70%，其大小在地理分布上有所不同，这主要取决于沿海环境设置（CES，如河口红树林和海洋红树林）。蓝碳生态系统不仅通过生物过程吸收大气中的CO2，还作为外部来源有机碳的储存库。准确量化这些有机碳组分对在认证标准（如核证碳标准，VCS）下合理分配碳信用至关重要。因此，研究红树林沉积物有机碳来源不仅是学术上的追求，也是验证潮汐湿地恢复工程环境和经济价值的现实需要。
最近Jingfan Zhang等人发表在Nature Communications上的研究“A global assessment of mangrove soil organic carbon sources and implications for blue carbon credit”对红树林土壤有机碳（SOC）的来源进行了全球尺度的分析。该研究整合了红树林沉积物的稳定同位素特征、氮碳比（N/C）值和有机碳的综合数据集，以及相关的环境和社会经济信息，确定了有机碳的来源，比较了河口红树林和海洋红树林的有机碳储量，并利用机器学习算法探索了影响红树林有机碳来源的主要因素。
红树林可以在沉积物中保留本地和外来的海洋和/或陆地有机碳。准确量化这些有机碳来源对于正确分配蓝碳信用至关重要。该研究使用稳定同位素对河口和海洋红树林沉积物中的本土和外来有机碳贡献进行了全球范围的分析。在全球范围内，红树林来源的本地有机碳是河口和海洋红树林表层SOC的主要贡献者（分别为49%和62%）。河口红树林沉积物中沉积的海洋外来有机碳（21%）比陆地外来有机碳（30%）少。河口红树林在沉积物中积累的有机碳比海洋红树林多（分别为282±8.1 Mg C ha−1和250±5.0 Mg C ha-1），主要是由于额外的陆地有机碳输入。在全球范围内，海洋红树林储存的SOC占红树林总SOC的67%，达到3025±345 Tg C，而河口红树林沉积物中储存了1502±154 Tg C。研究结果强调了沿海环境设置对有机碳贡献的重大影响，强调了准确量化有机碳来源以有效分配蓝碳信用额的必要性。
研究方法
本文以“mangrove C* source”, “mangrove isotope”, “mangrove source”为关键词，收集了100项研究和441项观测数据，并利用现代贝叶斯混合模型之一的MixSIAR来估计海洋（浮游植物和大型藻类）、红树林和陆地来源有机物对红树林沉积物上层碳库的相对贡献。
利用随机森林模型探究影响有机碳来源的主要影响因素，包括土壤、植被、地貌、气候和社会经济因素。
使用一般加性模型（GAM）来确定一般的消极或积极模式。随机森林模型中排名前60%的因子在GAM中进行了分析，以了解它们对海洋、红树林和陆地有机碳对红树林沉积物贡献的影响。
利用收集到的有机碳储量数据集和红树林分布图在Google Earth Engine（GEE）中进行了Kriging插值，估算河口和海洋红树林的总有机碳储量
研究结果
Fig1. 不同有机碳来源对河口和海洋红树林沉积物有机碳的相对贡献。河口红树林中红树林源有机碳、海洋有机碳和陆源有机碳对沉积物中有机碳的相对贡献(a)。海洋红树林中海洋有机碳和红树林源有机碳对沉积物中有机碳的相对贡献(b)。源数据以源数据文件的形式提供。
Fig2. 河口和海洋红树林中土壤有机碳的储量和分布。线段表示河口红树林（a）和海洋红树林（b）的单位面积有机碳储量。柱状图是全球尺度单位面积土壤有机碳储量的比较（c），其中，值为平均值±标准值（SE），星号（*）显示了P<0.05的显著性。河口和海洋红树林的面积范围如图（d）所示。
Fig3. 河口和海洋红树林沉积物中有机碳来源的概念图。河口红树林（a）和海洋红树林（b）的面积范围、土壤有机碳储量和来源。值为平均值±标准误差。
Table1. 海洋、红树林和陆地有机碳对不同大陆河口和海洋红树林沉积物有机碳的贡献，N为各大陆的观测次数
研究结论
这项研究提供了一个红树林沉积物有机碳来源的全球数据集，可以指导未来的红树林恢复项目获得VCS批准的碳信用。通常，外来有机碳被微生物利用并转化为更难降解的碳（如矿物结合态有机碳），当沉积在红树林沉积物中时，外来有机碳比本地有机碳更稳定。对红树林土壤有机碳来源的全球范围分析揭示了本土和外来有机碳对红树林沉积物碳固存能力的复杂平衡。这些发现强调了红树林来源的本土有机碳在河口和海洋环境中的主要作用，同时也强调了由后期的碳通量促进的来自陆地和海洋来源的外来有机碳的显著贡献，尽管这种贡献是可变的。这种区别对于制定和实施碳信用机制至关重要，例如VCS中所规定的，该机制要求准确核算外来和本土有机碳来源，以确保信用支持真正的温室气体减排努力。我们对这些蓝碳生态系统中有机碳来源的理解和识别能力的提高是重要的研究领域，可以改进碳信用的计算。
此外，我们对CAR、POC等因素以及GDP和HDI等社会经济变量如何影响不同OC来源的贡献的探索，为影响红树林碳固存的人为和自然过程提供了重要的见解。例如，较高的国内生产总值和人类发展指数与当地有机碳贡献之间的相关性表明，经济发展和人类活动可以显著影响红树林碳动态，可能是通过人为营养投入促进红树林生长。
未来的研究应旨在进一步深化我们对红树林沉积物中有机碳来源的理解，纳入额外的同位素分析，并考虑气候变化、森林砍伐和土地利用变化等全球挑战的影响。只有通过这种全面和细致的方法，我们才能充分了解红树林的气候减缓潜力，并确保为子孙后代保护其宝贵的生态系统服务。
文献来源
Zhang, J., Gan, S., Yang, P., Zhou, J., Huang, X., Chen, H., He, H., Saintilan, N., Sanders, C.J., and Wang, F. (2024). A global assessment of mangrove soil organic carbon sources and implications for blue carbon credit. Nature communications 15, 8994. 10.1038/s41467-024-53413-z.
编辑：刘婷
两瓣星球
