濱海濕地具有高初級(jí)生產(chǎn)力、低有機(jī)質(zhì)降解速率以及高碳沉積埋藏速率，是全球“藍(lán)碳”資源重要貢獻(xiàn)者，在緩解全球氣候變化方面發(fā)揮重要作用。聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)第24次締約方大會(huì)把“藍(lán)碳”碳匯列為應(yīng)對(duì)氣候變化六大措施。同時(shí)，多個(gè)國(guó)家和國(guó)際組織也在推動(dòng)“藍(lán)碳”納入氣候變化談判和本國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化政策。自2010年以來，依托中國(guó)科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站，中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所韓廣軒研究組基于長(zhǎng)期野外定位觀測(cè)和原位控制試驗(yàn)，利用渦度協(xié)方差、動(dòng)態(tài)箱法和微生物技術(shù)等，近期在濱海濕地碳匯功能及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究中取得了系列進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Agricultural and Forest Meterology（3篇）、Global Change Biology和Catena上，為定量評(píng)估濱海濕地藍(lán)碳功能和制定藍(lán)碳增匯途徑提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
基于10年（2010-2019）的渦度協(xié)方差長(zhǎng)期定位觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲蘆葦濕地（潮上帶）的年際CO2匯強(qiáng)度為-171.48 50.42 g Cm-2 year-1，波動(dòng)范圍為-94.49 ~ -240.70 g Cm-2year-1（Wei et al. 2021, Agricultural and Forest Meterology）。此外， 8年（2012-2019）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，鹽地堿蓬濕地（潮間帶）平均年際CO2匯強(qiáng)度為-51.7 9.7 g Cm-2year-1，波動(dòng)范圍為-8 ~ -85 g Cm-2year-1（Chu et al. 2021, Agricultural and Forest Meterology），兩類濱海濕地類型均為穩(wěn)定的CO2匯。同時(shí)，對(duì)比分析了全球范圍內(nèi)17個(gè)濱海濕地的CO2吸收能力。草本植被為主的濱海濕地碳匯能力波動(dòng)范圍為-709.67 123.25 ~ 139.17 665.80 g Cm-2year-1（12個(gè)站點(diǎn)），而木本植被為主的濱海濕地碳匯能力波動(dòng)范圍為-980.60 182.43 ~ 580.00 52.92 g Cm-2year-1（5個(gè)站點(diǎn)）。
在全球氣候變化背景下，極端降雨事件發(fā)生頻次增加，研究降雨量變化、降雨量季節(jié)分配及其極端降雨導(dǎo)致的淹水對(duì)濱海濕地碳循環(huán)長(zhǎng)期變化趨勢(shì)及其機(jī)制是準(zhǔn)確評(píng)估藍(lán)碳功能的關(guān)鍵。8年連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，春季降雨量分配是濱海濕地凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換（NEE）年際變化的主控因子（Chu et al. 2021, Agricultural and Forest Meterology）。這是由于春季作為植物定群萌發(fā)的關(guān)鍵階段，受到土壤鹽脅迫的影響，而春季降雨量分配通過調(diào)控土壤水鹽動(dòng)態(tài)，直接調(diào)控植被萌發(fā)生長(zhǎng)，進(jìn)而影響濱海濕地植被的碳吸收能力。另外，極端降雨導(dǎo)致的淹水脅迫降低蘆葦濕地植被的光合作用，最終對(duì)碳吸收產(chǎn)生抑制作用，極端降雨年份累計(jì)CO2吸收能力比正常年份減少了56%（Wei et al. 2021, Agricultural and Forest Meterology）。另外，降雨梯度野外試驗(yàn)平臺(tái)（+60%、+40%、對(duì)照處理、-40%、-60%）5年（2015-2019）的土壤呼吸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，土壤呼吸速率對(duì)增減雨處理的響應(yīng)是不對(duì)稱的。增雨處理下土壤呼吸增加量大于減雨處理下的減少量，主要與降雨處理下土壤鹽度的不對(duì)稱變化有關(guān)（Li et al. 2021, Agricultural and Forest Meterology）。
圖1 植被生長(zhǎng)早期降雨變化對(duì)濱海濕地碳交換的影響機(jī)制
圖2 極端降雨及其淹水對(duì)濱海濕地年際NEE變化的影響
基于增溫野外控制試驗(yàn)平臺(tái)（增溫2.4 ），發(fā)現(xiàn)6年的持續(xù)增溫不僅改變了濱海濕地微生物群落的多樣性，同時(shí)也改變了微生物之間的相互作用關(guān)系。真菌對(duì)增溫表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受能力，這種耐受能力同時(shí)穩(wěn)定了真菌與其他兩類微生物之間的聯(lián)系。另外，跨域網(wǎng)絡(luò)模塊與土壤有機(jī)質(zhì)的負(fù)相關(guān)關(guān)系在增溫條件下強(qiáng)化，這可能對(duì)土壤碳儲(chǔ)存功能造成威脅（Zhou et al. 2021, Global Change Biology）。另外，野外長(zhǎng)期氮磷添加控制試驗(yàn)平臺(tái)5年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，氮磷輸入通過提高土壤養(yǎng)分有效性刺激植物生長(zhǎng)并改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步導(dǎo)致土壤中活性有機(jī)碳組分（可溶性有機(jī)碳（DOC）和微生物生物量碳（MBC））增加，而芳香DOC含量減少，這些變化共同作用影響土壤有機(jī)碳礦化作用。其中，當(dāng)?shù)纵斎氡壤秊?5：1時(shí)，土壤有機(jī)碳礦化作用最為強(qiáng)烈（Li et al. 2022, Catena）。
圖3 增溫改變?yōu)I海濕地土壤微生物層級(jí)互作
圖4 氮磷不平衡輸入對(duì)濱海濕地土壤有機(jī)碳組分和有機(jī)碳礦化的影響
相關(guān)論文：
[1] Wei SY, Han GX*, Chu XJ, Sun BY, Song WM, He WJ, Wang XJ, Li PG, Yu DX. 2021. Prolonged impacts of extreme precipitation events weakened annual ecosystem CO2 sink strength in a coastal wetland. Agricultural and Forest Meteorology, 108655, 310.
[2] Chu XJ, Han GX*, Wei SY, Xing QH, He WJ, Sun BY, Li XG, Hui DF, Wu HT, Wang XJ, Li PG, Song WM. 2021. Seasonal not annual precipitation drives 8-year variability of interannual net CO2 exchange in a salt marsh. Agricultural and Forest Meteorology, 108557, 308-309.
[3] Li XG, Han GX*, Eller F, Hui DF, Zhu LQ, Chen L, Chu XJ, Song WM, Xu JW. 2021. Acclimation of coastal wetland vegetation to salinization results in the asymmetric response of soil respiration along an experimental precipitation gradient. Agricultural and Forest Meteorology, 108626, 310.
[4] Zhou YQ#, Sun BY#, Xie BH, Feng K, Zhang ZJ, Zhang Z, Li SZ, Du XF, Zhang Q, Gu SS, Song W, Wang LL, Xia JY, Han GX*, Deng Y*. 2021. Warming reshaped the microbial hierarchical interactions. Global Change Biology. doi.org/10.1111/gcb.15891
[5] Li JY, Han GX*, Wang GM, Liu XL, Zhang QQ, Chen YW, Song WM, Qu WD, Chu XJ, Li PG. 2022. Imbalanced nitrogen–phosphorus input alters soil organic carbon storage and mineralisation in a salt marsh. Catena, 105720, 208.
