在广阔的海洋中，大陆边缘海域看似普通，实则扮演着极为重要的角色。这里初级生产力高，不仅是陆源有机质入海后的核心沉积区，还承载了全球90%以上的海洋沉积有机碳通量。其碳循环过程和碳汇机制，对全球碳收支平衡以及气候调控起着不可替代的关键作用。如今，全球气候治理进入了减排与增汇协同推进的攻坚阶段。仅靠减排难以实现《巴黎协定》设定的温控目标，提升基于自然过程的碳汇和发展负排放技术成为全球共识。大陆边缘沉积碳汇作为稳定性强、潜力巨大的自然碳库，成为了地球科学与气候治理领域的前沿热点。本专辑收录了4篇综述性论文和8篇研究性论文。综述性论文从多维度系统梳理了大陆边缘碳循环研究的进展与前沿动态。比如范代读等聚焦三角洲 - 陆架沉积体系，分析人类活动对碳汇的影响并提出增汇路径；苏明等创新性提出四泵耦合机制，构建“深水有机碳埋藏金字塔模型”。研究性论文立足我国典型大陆边缘区域，像黄河口、九龙江口、长江口 - 东海、珠江口 - 南海等。通过精准采样、创新方法与定量分析，为大陆边缘碳循环机制提供了丰富实证支撑。例如尼鑫等明确黄河口土壤有机碳来源特征，钱雨晨等量化海南黎安港海草床无机碳库储量。本专辑不仅深化了我们对碳循环机制的认知，还发展了创新技术，积累了典型区域的系统数据。同时也指出了当前研究的薄弱环节，未来需重点聚焦深化理论研究、推进跨学科方法创新以及强化增汇技术研发与实践落地这三个方向。让我们一起期待大陆边缘碳循环研究为守护地球气候做出更大贡献！

期刊

海洋学研究

标题

前言

摘要

大陆边缘海域初级生产力高,既是陆源有机质入海后的核心沉积区,也承载了全球90%以上的海洋沉积有机碳通量,其碳循环过程与碳汇机制对全球碳收支平衡及气候调控起着不可替代的关键作用。当前,全球气候治理已迈入减排与增汇协同推进的攻坚阶段,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)明确指出,仅靠减排举措难以实现《巴黎协定》设定的1.5~2.0 ℃温控目标,基于自然过程的碳汇提升与负排放技术已成为全球共识。大陆边缘沉积碳汇作为稳定性强、潜力巨大的自然碳库,其关键过程解析、机制深化及增汇方案研发,已成为地球科学与气候治理领域的前沿热点,对完善全球碳循环理论、推动海洋负排放实践具有重要的科学价值与现实意义。

本专辑收录的4篇综述性论文,从多维度系统梳理了大陆边缘碳循环研究的进展与前沿动态,构建起多尺度、跨领域的整合性理论框架。范代读等聚焦三角洲-陆架沉积体系,系统综述陆源有机碳的来源组成、通量特征、示踪技术及再矿化机制,深入剖析人类活动对碳汇的双向调控作用,并提出基于沉积物管理的增汇路径,为沉积碳汇纳入全球气候治理体系提供了科学支撑。苏明等聚焦陆架边缘-陆坡-深海盆地有机碳连续输运体系,创新性提出(微)生物碳泵、浊流碳泵、底流碳泵和深地碳泵四泵耦合机制,构建“深水有机碳埋藏金字塔模型”,强调了深水环境碳汇潜力再评估的紧迫性。王家伦等基于全球近千组海洋沉积物黑碳数据,揭示了黑碳分布的时空异质性及气候与人类活动的双重驱动规律,指出中深层海域黑碳通量与已知陆源输入存在失衡现象,为探索未知黑碳来源、深化惰性碳库循环研究指明了方向。顾肖璇等聚焦海草床-红树林连续体,从“纵向固存-横向迁移”双维度阐释蓝碳循环关键过程,明确潮汐驱动的横向碳通量核心地位,为海岸湿地保护与增汇修复提供了理论依据。4篇综述各有侧重、相互补充,覆盖了从浅水到深水、从活性碳到惰性碳、从单一生态系统到复合体系的研究范畴,为后续针对性研究奠定了坚实的理论基础。

8篇研究性论文立足典型区域与关键过程,依托精准采样、创新方法与定量分析,为大陆边缘碳循环机制提供了丰富实证支撑与技术突破。在河口海岸湿地研究领域,尼鑫等针对黄河口3种植被生境,明确土壤有机碳以陆源和植物源为主的来源特征,揭示了水分与铁氧化物对有机碳降解的抑制效应;钱雨晨等量化了海南黎安港海草床无机碳库储量,阐明钙化底栖生物主导的碳来源及海草床“固沙-促钙化”协同增汇机制,并评估了CO2释放对有机碳汇的抵消作用。在河口关键过程研究方面,陈小芬等通过高分辨率代谢组学分析,揭示潮汐作用对长江口锋面溶解性代谢物组成的调控机制,阐明陆源输入与咸淡水混合过程的改造效应;余凤玲等以九龙江口最大浑浊带为研究对象,建立小时分辨率的颗粒有机碳(POC)输运模型,明确潮流流速对物源组成、再悬浮及垂向混合的主导作用。在极端事件与历史演化研究中,吴伊婧等创新“重复取心-核素示踪”方法,定量评估了台风“灿都”对杭州湾碳埋藏的净亏损效应;苏建锋等基于长江三角洲50个钻孔数据,重建中晚全新世有机碳埋藏历史,揭示沉积速率的核心控制作用及人类活动对物源的重塑影响。在有机碳稳定性与保存机制研究方面,王健等明确东海浅表沉积有机碳以活性态为主的特征,厘清粒度、含水率、生物扰动等关键影响因素;张卓越等聚焦珠江口-南海北部区域,发现活性铁对有机碳的强保存效应,凸显其在热带海域碳循环中的重要角色。这些研究立足我国典型大陆边缘区域,兼顾短时间尺度过程(潮汐、台风)与长时间尺度演化(全新世),融合地球化学、生态学、沉积学等多学科方法,进一步深化了对大陆边缘沉积碳汇过程和机制的理论认知。

本专辑通过综述与研究论文的有机结合,系统展现了大陆边缘碳循环领域的最新研究进展:理论层面,深化了从浅水到深水、从有机碳到无机碳、从自然过程到人类干扰的碳循环机制认知,厘清多因子协同调控规律;方法层面,发展了重复取心、高分辨率代谢组学、多端元模型等创新技术,提升碳通量、物源组成及埋藏效应的定量评估精度;区域层面,积累了黄河口、九龙江口、长江口-东海、珠江口-南海等典型区域的系统数据,为区域碳汇潜力评估提供了可靠的科学依据。同时,专辑也指出当前研究的薄弱环节,如深水黑碳未知来源解析、连续体碳循环耦合机制、极端事件长期碳汇效应、碳汇量化标准与交易机制构建等。未来研究需重点聚焦三个方向:一是深化多圈层交互与多过程耦合的理论研究,完善不同时空尺度碳循环模型;二是推进跨学科方法创新,发展精准量化与长期监测技术,提升碳汇评估的准确性与可靠性;三是强化增汇技术研发与实践落地,建立碳信用核算标准与交易机制,推动大陆边缘沉积碳汇在全球气候治理中发挥更大作用。期望本专辑能为相关领域研究人员提供有益参考,助力大陆边缘碳循环研究向更深层次、更宽领域拓展,为实现《巴黎协定》温控目标贡献科学力量。

本专辑的组织筹备得到自然资源部第二海洋研究所和《海洋学研究》编辑部的鼎力支持,稿件外审过程中承蒙二十余位专家的细致评阅与宝贵建议,编辑部三位老师对稿件进行了严格审校,谨此一并致以诚挚谢意。

原文链接

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