新利体育、近海海洋环境科学国家重点实验室（厦门大学）、福建台湾海峡海洋生态系统国家野外科学观测研究站（台海站）朱旭东副教授团队在互花米草大规模除治对互花米草盐沼—红树林交错区生态系统碳通量的影响方面取得新进展，相关成果以“Impacts of intensive smooth cordgrass removal on net ecosystem exchange in a saltmarsh-mangrove ecotone of Southeast China”为题，发表于Science of The Total Environment。

研究依托台海站互花米草盐沼湿地涡度通量观测平台，开展湿地与大气之间二氧化碳（CO₂）通量及相关气象、水文要素的野外原位连续观测，阐明了互花米草盐沼CO₂通量的多时间尺度变化规律及环境调控机制，证实了互花米草除治使得湿地从原先的大气CO₂强汇转变为弱源，明晰了物候、气象和潮汐因子共同调控CO₂通量的时间变异及其对互花米草除治的响应，研究结果为互花米草除治的碳汇效应评估提供了新的视角（图1）。

图1 论文图形摘要

研究背景

近年来人们已逐渐认识到滨海湿地生态系统在减缓气候变化方面的重要性，但对人为干扰下的滨海湿地碳循环及其通量变异还缺乏足够的科学认知。人为干扰如何影响滨海湿地碳通量已成为滨海蓝碳研究最具争议的科学问题之一。外来物种互花米草自1970年代引入中国滨海湿地，占据了大面积的无植被滩涂湿地，引起一些不利的生态后果。目前，中国政府已启动互花米草防治专项行动计划，力争于2025年互花米草清除率达到90%以上，实现全国互花米草的有效治理。以往的研究对互花米草入侵如何影响滨海湿地碳通量已有较多认识，但对互花米草大规模除治如何影响滨海湿地碳通量还未有相关报道。

研究结果

本论文以中国东南沿海福建漳江口互花米草盐沼—红树林交错带为研究区，利用两年的涡度相关高频连续观测数据，比较分析了互花米草大规模除治前后CO₂通量的源汇强度、时间变化及其环境控制（图2，3）。研究成果深化了以下科学认识：（1）互花米草除治前湿地每月均表现为大气CO₂的汇，CO₂吸收量达719.7g C m^-2 yr^-1，其中近90%发生在4~10月的生长季；（2）互花米草除治使得湿地从原先的大气CO₂强汇转变为弱源（CO₂排放量约39g C m^-2 yr^-1），除治前后的通量差异程度也存在昼夜和季节分异，其中白天与生长季主导着通量变化（图4）；（3）潮汐淹水同时抑制白天CO₂吸收对光合有效辐射的响应以及夜间CO₂排放对气温的响应，但其抑制程度在互花米草除治前后也存在较大差别。

本研究强调了滨海湿地碳通量及其环境调控的复杂性，发现CO2通量时间变异及其对互花米草除治的响应受到了物候、气象和潮汐等因子的共同调控（图5）。本研究为滨海湿地人类活动的碳汇效应评估提供了新视角，未来需要持续地开展通量观测，以进一步深入揭示互花米草大规模除治对滨海湿地碳通量影响的长期效应。

图2 研究区地理位置与景观变化：通量塔位置（a）与周边滩涂的平均日淹水时长（b）；互花米草除治前后（c和d）的湿地景观及80%通量风浪区

图3 互花米草生长与除治过程的相机跟踪监测：照片记录了两年的每月植被动态以及2022年10月和2023年6月发生的两次大规模除治事件，其中照片编号与图3的日期编号相对应

图4 互花米草除治前后湿地CO₂通量（NEE）的昼夜与季节变化（图上日期编号与图2的照片编号相对应）

图5 互花米草除治前后对应月份的CO₂通量（NEE）、光合有效辐射（PAR）和气温（Tair）的平均昼夜变化

研究团队及资助

本论文第一作者和通讯作者为我院朱旭东副教授，共同作者包括我院硕士生马明皓、福建省气象科学研究所李丽纯正高级工程师和自然资源部南海发展研究院李明杰正高级工程师。研究获得国家重点研发计划（2022YFF0802101）、国家自然科学基金（32371661）、福建省自然科学基金（2023J06008）等项目的资助。

论文来源及链接

Xudong Zhu*, Minghao Ma, Lichun Li, and Mingjie Li (2024). Impacts of intensive smooth cordgrass removal on net ecosystem exchange in a saltmarsh-mangrove ecotone of Southeast China. Science of The Total Environment, doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.173202.

文、图 | 朱旭东

责任编辑 | 朱旭东

排版 | 吴晓倩