间隙水交换重塑区域和全球盐沼的碳和温室气体收支

盐沼作为大气碳汇，其碳循环过程备受关注。目前盐沼碳汇的研究主要关注碳埋藏，很少考虑间隙水交换。西湖大学李凌教授团队从区域到全球尺度量化了盐沼间隙水交换碳排放通量，修订了盐沼蓝碳源汇格局，拓展了盐沼碳循环过程的新认识。相关成果发表于《中国科学：地球科学》2024年7期。

滨海盐沼湿地是地球上初级生产力最高的生态系统之一，其通过有效地固定大气中的二氧化碳（CO2），在地球气候调节中扮演着重要角色。然而，随着气候变化的加剧，盐沼面临严峻的挑战，这可能会对盐沼的碳汇过程产生影响。在此背景下，间隙水交换（PEX）碳排放作为一项重要但一直被忽视的碳循环过程应受到重视。

研究人员在江苏省盐城市大丰麋鹿国家级自然保护区的盐沼潮沟中进行了4次原位高分辨率连续走航观测（图1）。通过模型建立、混合分析和回归分析等多种方法，系统揭示了PEX、混合过程、水气交换和浮游植物生产如何驱动盐沼系统碳和温室气体的动态变化。基于氡的质量平衡模型，发现区域尺度PEX驱动的水平碳输出在盐沼系统中是一个重要且长期存在的碳汇，其速率与土壤碳埋藏相当。

图1 地表水中各参数随离潮沟口距离的变化(a)、222Rn质量平衡模型(b)、区域尺度盐沼的碳收支(c)

通过综合分析全球33个盐沼PEX案例发现，全球盐沼PEX碳通量约占全球盐沼初级生产力的48％，超过全球盐沼有机碳埋藏量的2.2倍（图2）。这一发现突显了PEX在盐沼碳收支中的主导作用。尽管PEX排放的部分无机碳以CO2形式返回大气中，但剩余的碳酸盐会在海洋中长期稳定储存。因此，这项研究对于加强全球的盐沼蓝碳评估，并为利用盐沼作为基于自然的解决方案来应对全球气候变化提供了科学依据。

图2 修订后的全球盐沼碳收支示意图