土壤呼吸 | 互花米草入侵对滨海盐沼CH与CO通量及辐射强迫的影响

盐沼、红树林、海草床等滨海生态系统是应对气候变化的重要自然解决方案，凭借碳封存、岸线防护、生物多样性维持等核心服务发挥关键作用。互花米草作为全球性滨海入侵植物，在我国沿海大面积扩散，严重改变湿地结构与生物地球化学循环。现有研究表明，互花米草入侵在促进土壤碳积累的同时，也可能显著提升温室气体排放，进而抵消部分蓝碳效益。然而，不同入侵年限下甲烷（CH?）与二氧化碳（CO?）通量的动态演变规律及其驱动机制，目前仍缺乏系统定量研究。

近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所徐力刚老师团队以江苏盐城东台滨海盐沼为研究区，基于周年原位连续观测，系统量化了互花米草入侵对CH?与CO?通量的影响及其驱动机制。研究表明，互花米草的持续扩张显著增强了温室气体排放，对滨海湿地蓝碳功能与气候调节能力构成不可忽视的威胁。

图1.盐城市东台市盐沼采样点位置（a和b）、现场照片（c）以及当前主要植物群落分布格局（d）。

样地设置：研究地点位于江苏省盐城市东台市的盐沼地，为评估互花米草入侵对盐沼碳通量的影响，团队在该滨海盐沼设置五个典型样地：

? 光滩（MF）

? 互花米草入侵10年（SA10）

? 互花米草入侵20年（SA20）

? 本土植物碱蓬（SS）

? 本土植物芦苇（PA）

监测指标：CO?和CH?的通量、植被地上（AGB）和地下生物量（BGB）、土壤含水量、盐度、粒径组成、SOC、TN 等指标；

数据分析：综合运用冗余分析（RDA）、方差分解（VPA）和分段结构方程模型（piecewiseSEM）解析驱动机制；

研究采用PS-3010 超便携CH?/CO?土壤呼吸系统（北京理加联合科技有限公司）搭配微型便携式温室气体分析仪，测定样地CH?/CO?通量。测量前完成仪器连接、系统预热、箱体密封检查及水汽平衡；待气体浓度稳定（箱体平衡40 s）后开始测定，通量采集时长200 s，随后箱体吹扫90 s，最终以温室气体浓度时间变化的线性斜率筛选有效观测数据。

图2.不同盐沼植物的AGB（a）、凋落物（b）和BGB（e）。

图3.不同盐沼的净CH?交换通量（a和b）和累积CH?通量（c和d）。

图4.不同盐沼的净生态系统交换量（NEE）（a和b）、生态系统呼吸量（ER）（c和d）、总初级生产力（GPP）（e和f）以及累积 NEE（g和h）。

图5.中国盐城入侵性和本地盐沼的CO?当量碳通量（即辐射平衡）。

（1）互花米草入侵显著提升植被生物量，改变土壤理化与碳氮特征；

（2）CH?排放明显升高，且生长季显著高于非生长季，SA10排放最强；

（3）入侵初期以光合固碳为主，表现为碳汇；随入侵时间延长，呼吸与分解增强，系统转为碳源；

（4）SA10与SA20均呈正辐射平衡，表现为增温效应；

（5）同时生态系统呼吸的温度敏感性（Q??）上升，对气候变暖的韧性降低；

（6）土壤质地（黏粒、砂粒含量）与植被生物量是CH?排放的首要控制因子；

（7）环境因子直接影响GPP与ER，对NEE产生正向间接效应。

本研究系统刻画了互花米草入侵年代序列下的温室气体通量动态，并定量评估了其气候效应。结果表明，互花米草入侵显著改变了滨海盐沼温室气体通量格局，整体上增强了生态系统的增温效应，对蓝碳功能与气候调节能力构成威胁。上述发现可为我国互花米草专项整治与蓝碳生态系统保护提供数据支撑。未来仍需在更长时间尺度和更大空间范围内开展持续观测，并结合侧向碳通量等过程，以更全面地评估入侵植物扩张对滨海湿地生态功能与区域碳收支的影响。