红树林生态系统处于海陆动态交界面、周期性遭到海水浸淹的潮间带环境。作为独特的海陆边缘生态系统，红树林具有固岸护堤、维持生物多样性、“蓝碳”固碳储碳等生态价值、社会价值及经济价值。滨海湿地生态系统覆盖面积约占海床面积的0.5%以下，而“蓝碳”碳埋藏量可达全球海洋沉积物碳埋藏的50%以上。同时，红树林生态系统面积约占世界森林土地面积的1%以下，但它是全球碳汇能力最强的生态系统之一，在全球气候变化过程中扮演重要角色。然而，红树林中控制碳储存机制与调节微生物残体碳积累机制尚不明晰。
近日，中国科学院南海海洋研究所研究员王友绍和程皓团队在红树林“蓝碳”碳储存机制方面取得重要进展。研究人员选取了湛江附城由Kandelia obovata、Sonneratia apetala及无植被泥滩组成的红树林恢复区开展研究，发现红树林造林后细菌、真菌残体碳以及微生物总残体碳均显著增加，其中K. obovata人工林表现明显。研究发现，红树林造林增加了细菌和真菌丰度，提高了微生物活体生物量和微生物残体碳的生产。同时，微生物残体碳的积累与无定形氧化铁呈正相关，矿物保护对红树林造林后微生物残体碳积累贡献更显著，且细菌和真菌中K类群比例增加被认为是导致土壤碳库中微生物残体碳比例降低的重要因素。
研究基于雷州半岛海岸红树林11个样带和90个样地实地调查发现，雷州半岛红树林碳密度平均为170.93t/hm2。其中，西部沿海样带D1（高桥）和D6（仕尾）达到峰值。同时，土壤与植被碳密度呈正相关，其中植被碳密度随树干直径和树高的增加而增加，随红树植物种植密度的增加而降低。研究显示，生态系统碳密度与红树科物种相对丰度呈正相关；粘土、活性铁氧化物等土壤活性矿物含量与土壤碳储量呈正相关；植被多样性对植被和土壤碳密度均有促进作用，特别是在高潮间带。
进一步，研究调查了广东惠东县考洲洋红树林8个采样点的营养物质、红树林生物量、总有机质及细菌丰度。研究发现，红树林生物量生产对营养物质具有依赖性，营养物质可直接导致微生物群落生物量产量增加。同时，微生物群落增加了土壤肥力，促进了红树植物生长、提高了生物量产出，即红树林细菌丰度和生物量取决于营养物质的可用性。因此，营养物质与微生物群落之间的关系或是红树林生物量生产更合理的衡量标准。
这一研究首次尝试从红树林微生物生产和矿物保护角度揭示微生物残体碳积累机制，为学界探讨红树林固碳机制提供了新的理解。此前，研究人员与联合国教科文组织（UNESCO）和“一带一路”国际科学组织联盟（ANSO）合作，将有关“蓝碳”碳汇机制等方面研究工作写进联合国教科文组织2024年发布的《非政府组织海洋十年手册》（Ocean Decade Manual for Non-Governmental Organizations）。
近期，相关研究成果分别发表在《生态指标》（Ecological Indicators）与《生态与演化》（Ecology and Evolution）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、中国科学院、广东省等的支持。
论文链接：1、2、3
红树林修复驱动微生物残体碳积累的调控机制图
雷州半岛红树林碳储驱动因子分析
营养物质与红树林生物量、总有机物（TOM）和细菌丰度的比较
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