植被演替条件下河口潮滩湿地沉积物有机碳累积与稳定机制研究

The sequestration and stability mechanism of sedimentary organic carbon (SOC) in estuary tidal flat wetland have a significant effect on carbon sequestration potential. At present, the characteristics and stability mechanism of SOC in estuary tidal flat wetland under the change of vegetation succession and beach elevation are still far from being understood. In this study, Liaohe estuary tidal flat wetland is selected, radioactive and stable isotopes will be used to quantitatively analyze the temporal and spatial changes of sedimentation rate and SOC, the effects of vegetation succession and beach elevation on the stability of SOC will be investigated. The stability mechanism of SOC in estuary tidal flat will be discussed by analyzing the temporal and spatial variation of vegetation biomass, sediment granularity, element composition and other parameters. Based on the temporal and spatial variation of sedimentation rate and SOC, the variation pattern of SOC sequestration in tidal flat of different vegetation types will be analyzed, and the key control process of SOC sequestration will be studied through conditional control simulation experiment. The effects of SOC sequestration and stability on the carbon sequestration potential of estuary tidal flat under vegetation succession will be expounded. The results are expected to provide a theoretical basis for further understanding the carbon cycle process of estuary tidal flat wetland.

河口潮滩湿地沉积物有机碳（SOC）的累积与稳定性对其固碳潜力的影响显著，目前对植被演替和滩面高程变化下的河口潮滩湿地SOC累积特征与稳定机制认识还远远不足。本研究选取辽河口潮滩湿地，应用放射性和稳定同位素手段对河口潮滩沉积速率和不同形态SOC的时空变化进行定量分析，考察植被演替和滩面高程变化对SOC稳定性的影响及程度，通过对植被生物量和沉积物粒度、元素组成等参数的时空变化分析，探讨控制河口潮滩SOC稳定性的机制；基于河口潮滩沉积速率和SOC的时空变化，分析不同植被类型潮滩SOC累积的变化规律，通过条件控制模拟实验研究SOC累积的关键控制过程，阐明植被演替条件下SOC累积与稳定性对河口潮滩固碳潜力变化的影响。研究结果期望为深入了解河口潮滩湿地碳循环过程提供理论依据。

河口区域陆海相互作用强烈，沉积速率高，在维持海岸带稳定和缓解气候变化方面发挥重要作用。河口潮滩在植被生长和泥沙沉积的过程中固定了大量的碳，并最终以有机碳的形式累积保存在沉积物中。本项目对辽河口潮滩不同高程不同植被带沉积物有机碳进行了系统研究，基于沉积物中210Pb年代学方法，分析辽河口潮滩沉积速率的时空变化；基于沉积物碳氮元素及其同位素组成分析，探讨不同高程不同植被带沉积物有机碳的来源变化；结合沉积物有机碳含量和沉积速率，考察了不同高程不同植被带沉积物有机碳累积通量的时空变化，探讨河口潮滩沉积物有机碳埋藏潜力。主要结果如下：（1）辽河口潮滩近百年沉积速率随时间呈现上升趋势，不同高程不同植被带存在差异，其中光滩沉积速率最高（最大值出现在2014年，SR：7.66 cm·yr-1，MAR：29.53 kg·m-2·yr-1），碱蓬滩居中，芦苇滩最低；（2）辽河口潮滩沉积物有机碳含量呈现：芦苇滩>碱蓬滩>光滩，不同植被带沉积物有机碳含量随深度增加呈现降低趋势，沉积物有机碳稳定性不同植被带差异不明显，但随深度增加呈现升高趋势；（3）辽河口潮滩不同高程不同植被带沉积物有机碳均以陆源输入为主，其贡献比例随时间波动，其中高程最高的芦苇滩陆源贡献比例高于高程较低的碱蓬滩和光滩；（4）辽河口潮滩不同植被带沉积物有机碳累积通量随时间呈现上升趋势，其中高程最低的光滩沉积物有机碳累积通量高于高程较高的碱蓬滩和芦苇滩，最高值出现在2015年（358.41 g·cm-2·yr-1），沉积速率是辽河口潮滩湿地沉积物有机碳埋藏潜力的主要控制因素，沉积物有机碳含量的影响相对较弱。上述研究结果可为科学评估河口不同区域的沉积物有机碳源汇过程提供依据。