红树林是蓝碳生态系统的典范,以其高效的碳储存能力和提供的多种生态系统服务著称,如支持渔业发展、保护海岸线免受侵蚀、固定沉积物等。特别值得注意的是,红树林土壤中的碳储存量占据了整个生态系统碳库的大约70%,这一比例会根据地理位置的不同而有所变化,主要受到沿海特定条件(例如河口或海洋环境)的影响。这些生态系统不仅通过自身的生物活动吸收空气中的二氧化碳,还能存储来自外部的碳物质。具体来说,红树林下的沉积物,在潮汐作用的帮助下,能够累积由红树林植物产生的内部有机碳,同时也能捕获来自海洋或陆地的外部有机碳。中国科学院华南植物园海岸带生态系统与环境健康研究组的研究人员在全球范围内对红树林土壤中的有机碳来源进行了深入分析。他们整合了红树林沉积物的稳定同位素特征、氮碳比率及有机碳库的数据,以及相关的环境和社会经济背景资料,比如红树林与河流的距离关系。这项研究揭示了红树林土壤有机碳的具体来源,对比了河口区域和海洋区域红树林的有机碳储藏量,并借助机器学习技术识别出了影响红树林有机碳来源的关键因素。研究表明,在全球范围内,红树林自身产生的内部有机碳是河口和海洋红树林表面土壤中有机碳的主要构成部分,分别占比49%和62%。在河口红树林的沉积物中,来自海洋的有机碳(21%)的比例低于来自陆地的有机碳(30%)。此外,河口红树林沉积物中积累的有机碳量高于海洋红树林,这可能是由于额外的陆地有机碳输入所致。据统计,全球范围内,海洋红树林的碳储存量占红树林总碳储存量的67%,约为3025±345 Tg
C;相比之下,河口红树林沉积物中的碳储存量为1502±154 Tg
C。该研究的成果有助于理解沿海环境对红树林土壤有机碳来源的影响,并指出为了有效地分配蓝碳信用额度,准确测量有机碳来源的重要性。相关研究成果以“A global assessment of mangrove soil organic carbon sources and implications for blue carbon credit”为题已近期在线发表在国际综合类权威学术期刊Nature Communications(《自然通讯》)上。华南植物园博士研究生张靖凡为论文第一作者,研究组长、小良站站长王法明研究员为论文通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金项目、“一带一路”国家与国际科学组织联盟项目、国家重点研发计划、科技部海洋负碳排放国际大科学计划等项目资助。图1. 不同有机碳来源对河口和海洋沉积物有机碳的相对贡献。
图2. 河口和海洋红树林土壤有机碳储量及其分布
图3. 河口和海洋红树林沉积物中有机碳来源的概念图