红树林沉积物对碳固持和氮磷沉积起着重要作用,进而在调节全球变暖和吸附海洋污染方面具有重要意义。然而,随着农业活动和水产养殖的增加,越来越多的水坝开始围绕红树林湿地建设,导致这些区域的土壤和沉积物发生变化。然而,水坝建设对红树林湿地土壤碳积累和氮磷沉积的具体影响仍不清楚。
为了解决这一科学问题,中国科学院华南植物园生态中心研究人员在珠江口开展了相关研究。研究团队选取了一个自然红树林湿地(坦头村)和一个被水坝围绕的红树林湿地(南沙湿地公园)进行对比研究。为了明确水坝建设的影响,研究人员通过测定土壤剖面的210Pb含量,确定了水坝建设前后土壤的沉积深度。此外,研究还分析了水坝建设前后土壤系统(土壤、微生物生物量和酶活性)的碳、氮、磷含量。
研究结果表明,在水坝建设之前,两个红树林湿地的碳、氮、磷含量相近。然而,在水坝建设之后,被水坝围绕的红树林湿地的碳、氮、磷含量显著高于自然红树林湿地,表明水坝有助于土壤有机碳的固持以及氮磷的沉积。此外,比较两个红树林湿地的土壤碳氮磷化学计量特征发现,水坝显著增加了土壤中碳的积累深度,这表明水坝未来将会持续促进碳的积累。本研究强调了滨海管理措施,特别是水坝建设,对红树林湿地碳积累和氮磷污染沉积的重要作用。这些发现为滨海湿地保护与修复提供了新的科学依据。
相关研究成果以“Responses of depth-dependence of C:N:P stoichiometry to check dam in mangrove wetlands”为题在线发表在国际学术期刊Journal of Environmental Management(《环境管理杂志》)。中国科学院华南植物园博士研究生黄幸运为论文第一作者,研究组长、小良站站长王法明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、“一带一路”国家与国际科学组织联盟等项目的资助。
图1. 水坝对红树林湿地土壤碳氮磷含量和深度独立性影响的概念图
图2. 两个不同红树林湿地土壤系统(土壤、微生物生物量和酶活性)的碳氮磷含量