第九届青年地学论坛

以红树林和海草床等为代表的“蓝碳”生态系统被认为是缓解全球气候变化的重要自然解决方案之一。由于滨海湿地沉积物环境普遍缺氧，有机碳会以难降解有机质的形式长期保存在沉积物中。通过测定总有机质性质、C/N同位素、放射性同位素等指标，可以有效评估“蓝碳”生态系统中有机碳在垂直方向上的埋藏率、碳储量及来源。溶解性有机质（DOM）作为蓝碳沉积物中重要的碳库，其反应、转化等过程对调控沉积物有机质的生物地球化学过程有重要意义。作为当前碳汇研究的热点，不同“蓝碳”系统内沉积物DOM的分子组成和特征仍然相当有限，直接制约了对“蓝碳”有机碳埋藏机制的理解。因此，深入了解DOM分子组成对于理解“蓝碳”中的物质组成和循环有重要意义。具有超高分辨率的傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术的出现可以通过揭示DOM的分子组成和特点，加强对“蓝碳”DOM转化过程和归宿的理解，从而更好地了解“蓝碳”的碳汇机制。
本研究于2023年8月份采集了香港米埔自然保护区内的基围、红树林及滩涂等三个“蓝碳”生态系统的沉积物。在三个生境的沉积物中，OC%、N%、DOC浓度、13C及15N稳定同位素等地化参数在由基围到红树林到滩涂的横向变化中发生了显著的改变。总体来说，基围及红树林的陆源特征更显著。同时，本研究也利用FT-ICR MS初步分析了不同“蓝碳”沉积物DOM的组成和特点，并初步展示了“蓝碳”沉积物DOM的垂向及横向变化。在基围、红树林及滩涂沉积物中，分别检测到了10457、7889及8257个DOM分子，体现出了DOM分子在横向上的差异。通过进一步分析沉积物DOM的分子组成和特点，本研究发现CHO类的DOM分子在滩涂中的相对强度低于基围及红树林，但CHON、CHOS及CHONS等含有N及S的DOM分子的相对强度则相反。此外，沉积物DOM分子的生物可利用性（MLB_L）及惰性的富羧基脂环族化合物（CRAM）则在横向层面上体现出了相反的变化，基围及红树林的DOM分子更为惰性。通过利用FT-ICR MS分析“蓝碳”系统不同生境沉积物DOM分子的组成和化学性质差异，本研究阐明了不同“蓝碳”系统内沉积物DOM的分子指纹，并为阐明有机碳在“蓝碳”系统内的演变和转化提供了新视角。
 

蓝碳,Dissolved organic matter (DOM),FT-ICR-MS,滨海湿地,碳循环