图1 红树林修复驱动微生物残体碳积累的调控机制图
近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）王友绍研究员团队在红树林“蓝碳”碳储存机制方面取得重要进展。该相关研究成果分别以“Mangrove afforestation increases microbial necromass but reduces their contribution to soil carbon pool“、”Spatial pattern and driving factors of carbon storage in mangroves along Leizhou Peninsula,China“和“Determination of nutrients,biomass and bacterial quantification in different mangroves sites: a comparative study on nutrients dependent biomass production”为题，发表在国际期刊Ecological Indicators 和 Ecology and Evolution 上。廖辉煌为其中第一、二篇论文的第一作者，程皓研究员担任第一篇论文的通讯作者，与王友绍研究员共同担任第二篇论文的通讯作者；博士后Sadar Aslam 为第三篇论文的第一作者，王友绍研究员为该论文的通讯作者。
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。红树林具有很高的生态、社会和经济价值，如固岸护堤、维持生物多样性、“蓝碳”固碳储碳等。滨海湿地（盐沼、红树林和海草床）生态系统覆盖面积占不到海床面积的0.5%，“蓝碳”碳埋藏量却可达全球海洋沉积物碳埋藏的50%以上，红树林虽然仅占世界森林土地面积的不到1%，但却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非常重要角色。
尽管微生物残体碳（MnC）在碳封存中的重要性得到广泛认可，但调节红树林中 MnC 积累的机制仍然知之甚少。该研究选取湛江附城一个由Kandelia obovata、Sonneratia apetala和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和真菌残体碳以及微生物总残体碳均显著增加，尤其是在K. obovata人工林；红树林造林还增加了细菌和真菌的丰度，提高了微生物活体生物量和微生物残体碳的生产。此外，还发现MnC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MnC积累的贡献更为显著。此外，细菌和真菌中K类群比例的增加被认为是导致土壤碳库中MnC比例降低的重要因素。这是首次尝试从红树林微生物生产和矿物保护的角度揭示MnC积累所涉及的机制，为红树林固碳机制提供了新的理解。
红树林生态系统以其高碳密度的生产力而闻名。然而，控制红树林碳储存的机制仍然知之甚少。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170.93 t/hm2，其中西部沿海样带 D1（高桥）和 D6（仕尾）达到峰值。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，而随红树植物种植密度的增加而降低。此外，生态系统碳密度与红树科物种的相对丰度呈正相关。还发现植被多样性对植被和土壤碳密度均有显著的促进作用，特别是在高潮间带。土壤活性矿物（例如粘土和活性铁氧化物）的含量也被发现与土壤碳储量呈正相关。这些发现进一步加深了人们对红树林“蓝碳”储存功能的认识。
图 2 雷州半岛红树林碳储驱动因子分析
本研究调查了广东惠东县考洲洋红树林8个采样点营养物质（即营养盐）、红树林生物量、总有机质和细菌丰度。发现红树林生物量生产对营养物质具有依赖性，营养物质直接导致微生物群落的生物量产量增加；微生物群落增加了土壤肥力，从而促进了红树植物生长、提高生物量产出，即“红树林的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可能是评估红树林生物量生产的更好衡量标准。红树林植物将二氧化碳转化为有用的形式（生物质）是大多数海洋生物的主要食物来源，且还创造了一个健康的环境。红树林在“蓝碳”封存中发挥着重要作用，并在缓解气候变化方面的发挥重要作用。
图 3 营养物质与红树林生物量、总有机物（TOM）和细菌丰度的比较
此外，团队与UNSCO和ANSO合作，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（UNESCO）2024年发布《非政府组织海洋十年手册》(Ocean Decade Manual for Non-Governmental Organizations)。
该研究由2025年南沙区高端领军人才创新团项目(红树林湿地蓝碳增汇技术创新团队)、2024年绿美广东生态建设重点任务保障专项资金项目(红树林精准修复与生态功能评估)、中国科学院科技专项课题和国家自然科学基金重点项目等共同资助完成。
