滨海湿地是全球重要的“蓝碳”储库，其来自陆海传输中形成的外源老化碳占比高达50%以上。然而，目前关于这类老化碳在滨海生态系统中的储存机制，尤其是矿物结合与微生物转化过程的协同作用，仍是蓝碳研究领域的关键短板。近日，中国科学院烟台海岸带研究所李远副研究员、韩广轩研究员联合天津大学宋照亮教授、中国科学院南京土壤研究所骆永明研究员及国内外多家单位，对此开展了系统研究。研究团队跨越中国沿海20个纬度梯度，对36个红树林和盐沼湿地进行了实地调查，通过对表层土壤和1米深沉积柱的综合分析，结合14C同位素测年、生物标志物和模型解译，系统揭示了矿物-微生物协同作用对蓝碳周转与储存的联合调控机制，为我国蓝碳精准评估与科学管理提供了重要的理论支撑。
研究发现，盐沼与红树林在碳周转时间上存在显著差异。具有高矿物沉积速率的盐沼湿地表现出比红树林更长的土壤有机碳周转时间（表层土壤平均为2200年 vs. 500年）。这一差异主要归因于盐沼中含有更高比例的老化碳（~50%）和化石碳（~20%）。在组分分配上，盐沼表层土壤的矿物结合态有机碳（MAOC）比例高达81.5%，显著高于红树林的66.6%，且盐沼含有更高比例的木质素酚（3.5% vs. 3.1%）和微生物残体碳（21% vs. 14%）。这表明在外源输入主导的生态系统中，SOC主要来自高降解的老化碳库。
图2 基于14C的海岸带红树林和盐沼土壤有机碳组成和周转
应用线性混合效应模型和结构方程模型进一步研究发现，矿物-微生物协同作用随深度发生显著转移。在表层土壤（0-20 cm）中，新鲜有机质输入丰富，微生物残体碳的积累是驱动碳周转的关键因素（影响系数 0.36）；而在深层土壤（1 m），木质素的降解程度则取代微生物生物量，成为决定有机碳千年尺度持久封存的主要预测因子（影响系数 0.45）。
图3 海岸带红树林和盐沼表层和深层土壤有机碳周转控制因素
该研究提出了一种基于矿物-微生物联合调控的蓝碳封存新机制：微生物将外源有机质转化降解为相对稳定组分后，再由活性矿物提供物理保护。这一发现挑战了蓝碳储存主要由死体生物直接埋藏主导的传统观念，证明了矿物-微生物协同过程对于外源老化碳封存的关键作用。研究建议，未来的蓝碳核算与生态管理框架须将这一机制纳入考量。
图4 矿物与微生物协同驱动海岸带蓝碳组成与周转的概念模型
相关研究成果发表在期刊《Global Change Biology》上，研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和山东省自然科学基金等项目的资助。
论文信息：
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
信息来源:中国科学院烟台海洋研究所。
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