近百年来广西典型红树林区泥炭土崩解事件的有机碳埋藏通量示踪及其对极端气候事件和人类活动的响应

Mangrove peat soil, similar to frozen soil, will be collapsed in the case of extreme climate events and human activities. They have the potential to produce a substantial global climate change feedback. Mangrove forests are sinks for organic carbon and contribute a negative feedback to global warming by producing greenhouse gas. Thus, it is very important to trace the mangrove peat collapse events by identifying peat deposition structure and organic carbon burial fluxes. The objective of this study is to tracing organic matter sources and carbon burial for identifying mangrove peat collapse events in mangrove sediments of Guangxi over the past 100 years, based on carbon isotopic (δ13C and Δ14C) signatures. In addition, it also aims to establish relationships between mangrove peat collapse events and extreme climate events / human activities.

与冻土带泥炭土相似，红树林湿地埋藏泥炭土在极端气候事件和人类活动的扰动下也会发生崩解，进而对气候变化产生负反馈效应；因此，查明气候变化加剧和人类活动增强背景下（近百年来）的红树林湿地埋藏泥炭土崩解事件对于预测红树林埋藏有机碳的气候变化负反馈效应具有重要意义，而泥炭土的崩解事件可以通过其沉积结构和有机碳通量变化来刻画。本项目拟以广西英罗湾和茅尾海红树林湿地的典型柱状沉积物为研究对象，在泥炭土沉积结构、210Pb和137Cs年龄模式构建和沉积速率确定的基础上，通过联合使用Δ14C和δ13C定量示踪有机碳来源，并以泥炭土沉积结构和不同来源有机碳埋藏通量变化为标志，查明泥炭土崩解事件；通过环境差异显著的两个海湾泥炭土崩解事件与极端气候事件和人类活动关系的异同对比研究，分别建立近百年来英罗湾和茅尾海红树林湿地泥炭土崩解事件与极端气候事件和人类活动的响应关系。

与冻土带泥炭土相似，红树林湿地埋藏泥炭土在极端气候事件和人类活动的扰动下也会发生崩解，进而对气候变化产生负反馈效应；因此，查明气候变化加剧和人类活动增强背景下（近百年来）的红树林湿地埋藏泥炭土崩解事件对于预测红树林埋藏有机碳的气候变化负反馈效应具有重要意义，而泥炭土的崩解事件可以通过其沉积结构和有机碳通量变化（BF）来刻画。本项目以广西英罗湾和茅尾海红树林湿地的柱状沉积物为研究对象，利用210Pb-CRS模型（137Cs未检出）计算研究区沉积物速率介于0.17~0.91 cm/yr和沉积通量介于0.14~0.82 g/(cm2.yr)；并利用沉积通量和有机碳含量获得英罗湾和茅尾海的BF分别为0.19~8.82 mg/(cm2.yr) (4.05±1.86 mg/(cm2.yr))和1.63~29.68 mg/(cm2.yr) (9.41±6.86 mg/(cm2.yr))，明显低于全球红树林湿地BF（13.4~21.1 mg/(cm2.yr)）。以δ13Corg和C：N比为参数，利用三端元混合模型计算埋藏红树林源有机碳贡献；进而计算红树林源BF为0.09~6.76 mg/(cm2.yr) (2.87±1.52 mg/(cm2.yr))。此外，沉积物中Δ14C的研究表明：Δ14C介于13.4~205.8‰，均为现代碳；且表层17 cm的Δ14C相对稳定，17 cm以下的Δ14C随深度显著递增，这应与上世纪五六十年代的核爆实验有关。Δ14C在表层相对稳定期间，偏负的δ13C值（红树林源贡献增加）和TOC增加均指示红树林源有机碳贡献增加，应与保护区内红树林往高潮滩和低潮滩扩张趋势有关。进而将BF与气候变化和人类活动进行对比发现：① 英罗湾湿地内埋藏泥炭土并无崩解迹象，应归因于保护区的建设；但邻近潮沟的YLW02柱中的BF由1949年的6.93 mg/(cm2.yr)降到现在的2.06 mg/(cm2.yr)，有明显崩解迹象，应与海平面升高引起的潮汐动力增强带来的冲刷有关；② 茅尾海BF呈三段递减趋势，由十九世纪的29.68 mg/(cm2.yr)降到1905年的18.03 mg/(cm2.yr)，再降到1949年的4.91 mg/(cm2.yr)，直到现在维持在3.55 mg/(cm2.yr)左右；埋藏泥炭土呈明显崩解迹象，应与虾塘、滩涂养殖等人类活动直接相关。