黄河三角洲湿地站新发现：季节性干旱成滨海湿地“碳封存杀手”
黄河三角洲湿地站新发现：季节性干旱成滨海湿地“碳封存杀手”
5月6日，记者从中国科学院烟台海岸带研究所获悉，依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站，一项关于季节性干旱对滨海湿地土壤碳封存影响的研究取得重要成果，相关成果发表于国际期刊《全球变化生物学》。
滨海湿地作为全球重要的“蓝碳”生态系统，其土壤碳积累速率远超陆地森林，且具备强大的长期封存能力，在维持全球碳平衡和缓解气候变化方面发挥着不可替代的作用。然而，在气候变化的大背景下，全球降水分配格局愈发不均衡，雨季高度集中、旱季干旱频发的现象日益严重。但降水时序的剧烈波动如何调控滨海湿地的碳储量，此前一直缺乏系统性、定位观测的实验证据支持。
2019年，黄河三角洲滨海湿地生态试验站建立了降水分配控制试验平台。基于此平台，研究人员开展了连续多年的定位监测与系统研究。他们全面追踪了土壤水盐环境、植物群落动态、根系生物量、土壤异养呼吸以及土壤有机碳不同组分的响应变化，深入剖析了季节性干旱对湿地土壤碳封存的影响。
研究结果显示，生长季早期干旱对滨海湿地碳库有着显著的负面影响。早期干旱致使表层土壤（0 - 30 cm）有机碳含量显著降低 9% - 13%，而单纯增加降水并未产生明显的增益效果。进一步分析发现，季节性干旱会引发土壤盐分升高，导致优势植物芦苇的优势度下降、物种多样性降低。这进而阻碍了粗根和细根生物量的积累，切断了植被向土壤输送碳的关键通道。
在碳库组分响应方面，早期干旱对活性较强的颗粒态有机碳影响显著，其含量降幅达17%-20%；而与矿物结合的有机碳则表现出相对较强的稳定性，仅在最强干旱处理下的特定土层出现显著下降。这表明，早期干旱导致的碳储量下降，主要源于“碳输入受限”，而非现有碳库分解加速引起的“碳库崩溃”模式。
研究团队还通过偏最小二乘路径模型，系统厘清了降水分配调控土壤碳封存的完整路径机制，并将实验数据外推至全球尺度开展风险评估。评估显示，在季节性干旱压力下，全球滨海湿地表层土壤有机碳损失风险高达41-59太克碳（约150-216百万吨二氧化碳当量）。其中，美国、加拿大、俄罗斯等滨海湿地大国面临的损失最为突出；中国滨海湿地的潜在碳损失约为0.60-0.87太克碳，相关风险同样不容小觑。
本研究系统证实了降水时序是制约滨海湿地碳汇功能的关键因子。研究团队明确指出，未来在滨海湿地保护与管理中，需高度重视淡水补给调控与植被结构管理。同时，应将降水季节性变化纳入全球碳循环评估模型中，以提高全球碳收支核算与气候变化应对策略的精准性。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及山东省自然科学基金等项目资助。
论文相关信息：
https://doi.org/10.1111/gcb.70865