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黄河流路变迁改变河口湿地土壤有机碳的保护机制
卢敏讷1,2,3 韩 村1,2,3 张亚茹4 李晶5,6 韩广轩1,2,3 宋维民1,2,3*
1 中国科学院烟台海岸带研究所 海岸带环境过程与生态修复重点实验室
2 中国科学院大学
3 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态实验站
4 云南大学生态与环境学院
5 湿地环境保护与生态修复全国重点实验室
6 中国林业科学研究院 生态保护与修复研究所
本文引用格式：
卢敏讷，韩村，张亚茹，等. 2026. 黄河流路变迁改变河口湿地土壤有机碳的保护机制[J]. 湿地科学与管理, 22(2): 32-38.
doi:10.3969/j.issn.1673-3290.2026.02.05
黄河三角洲河口湿地是重要的蓝碳生态系统，土壤有机碳沉积埋藏潜力显著。黄河尾闾流路频繁变迁改变湿地水文条件与土壤理化环境，但对土壤有机碳积累及“酶闩”和“铁门”主导的稳定机制影响尚不明确。本研究以该区域1996年废弃流路湿地与现行流路湿地为研究对象，系统对比土壤有机碳分布及保护机制。结果表明：废弃流路湿地土壤有机碳含量显著高于现行流路湿地，且流路和植被对土壤有机碳、溶解性有机碳和铁结合态有机碳存在显著交互作用。流路变化显著影响湿地土壤有机碳保护机制，其中废弃流路湿地中“酶闩”与“铁门”机制均未占主导，现行流路湿地则受“铁门”机制调控。本研究揭示流路变迁通过改变湿地土壤理化性质、酶活性和铁含量，调控湿地碳保护机制差异，可为河口湿地碳汇管理和保护提供重要科学支撑。
研究区概况与采样
黄河三角洲（117° 31′—119° 18′ E，36° 55′—38° 16′ N）位于山东省东营市，地处渤海湾南岸、莱州湾东岸。研究区属暖温带大陆性季风气候，年均温12.9°C，年均降水量560 mm。优势物种包括盐地碱蓬、柽柳和芦苇等（胡鉴芳等, 2022）。流路变迁导致淡水与泥沙供给的空间异质性显著增强，形成以现行和废弃流路为核心的动态演替格局（Bai et al., 2005）。此外，潮汐作用频率与淹水时长的空间差异，使植被呈海陆带状分布。
本研究选取两条典型且处于不同演替阶段的尾闾流路湿地作为研究对象，一条为1996 年废弃流路，另一条为当前活跃的现行流路（图1）。在各流路分别以盐地碱蓬和柽柳为优势群落设置样地。每个群落样地随机布设4个沉积物采样点。其中，废弃流路湿地柽柳群落已基本死亡，仅有地上枯残体。
于2024年9月低潮期采集湿地土壤样品。用不锈钢土壤钻采集0~10cm表层土壤，每个采样点随机取4个重复并混合为1个复合样品，共获得16个混合土样。去除可见根系和砾石后，将样品分为3份：1份阴凉通风处自然风干，研磨过100目筛，用于测定理化性质及碳含量；1份置于离心管并加入盐酸，用于测定其不同价态铁；其余样品置于冰盒中运回实验室并4°C冷藏保存，用于测定酶活性和含水量。
土壤理化性质和有机碳含量分析
双因素方差分析表明，流路和植被对黄河三角洲湿地表层土壤盐度、pH值和含水率（SWC）均无显著交互作用（P>0.05）（图2a,b,c）。流路变化与土壤盐度、含水率呈极显著相关（P<0.01），废弃流路湿地土壤盐度和含水率均显著高于现行流路（P<0.05）（图2a,b）；流路变化对土壤pH值无显著影响（P>0.05）。植被变化对土壤盐度和含水率无显著影响（P>0.05），但显著改变湿地土壤pH值，盐地碱蓬湿地土壤pH值显著高于柽柳湿地（P<0.05）（图2c）。
流路和植被对SOC、DOC和Fe-SOC含量均存在极显著交互作用（P<0.01）（图2d,e,f）。废弃流路盐地碱蓬湿地SOC含量显著高于柽柳湿地（P<0.05）（图2d），不同植被间DOC含量无显著差异（P>0.05）（图2e），柽柳湿地Fe-SOC含量显著高于盐地碱蓬湿地（P<0.05）（图2f）；现行流路盐地碱蓬湿地SOC和Fe-SOC含量均显著高于柽柳湿地（P<0.05）（图2d,f），不同植被间DOC含量无显著差异（P>0.05）（图2e）。
土壤酶活性、水溶性酚含量和铁含量分析
流路和植被对土壤β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性的交互作用不显著（P>0.05），主效应分析表明，流路变化对BG和NAG活性有极显著影响（P<0.01），且废弃流路湿地BG和NAG活性均显著高于现行流路（P<0.05）（图3a,b）。流路和植被对酸性磷酸酶（AP）活性有极显著交互作用（P<0.01）（图3c）。在废弃流路，盐地碱蓬湿地AP活性显著高于柽柳湿地（P<0.05）；在现行流路，柽柳湿地AP活性显著高于盐地碱蓬湿地（P<0.05）（图3c）。
流路和植被对土壤水溶性酚含量有极显著交互作用（P<0.01）（图3d）。在废弃流路，柽柳湿地土壤水溶性酚含量显著高于盐地碱蓬湿地（P<0.05）；而现行流路则相反（P<0.05）（图3d）。流路和植被对Fe(II)含量存在极显著交互作用（P<0.01），对Fe(III)含量无显著交互作用（P>0.05）（图3e,f）。在废弃流路，盐地碱蓬与柽柳湿地Fe(II)含量无显著差异（P>0.05）；而在现行流路，柽柳湿地Fe(II)含量显著高于盐地碱蓬湿地（P<0.05）（图3e）。流路变化对Fe(III)含量无显著影响（P>0.05），但植被类型影响极显著（P<0.01），两个流路中柽柳湿地Fe(III)含量均显著高于盐地碱蓬湿地（图3f）。
土壤酶、铁和环境因子对碳组分的影响分析
“酶闩”机制相关因子相关性分析显示，废弃流路湿地中，土壤碳循环的关键水解酶β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）活性与水溶性酚、DOC含量均无负相关性；现行流路湿地中，BG活性与水溶性酚含量呈极显著负相关（P<0.01），与DOC含量呈极显著正相关（P<0.01）（图4a,b）。“铁门”机制相关因子分析表明，两个流路湿地Fe-SOC与Fe(III)含量均呈极显著正相关（P<0.01）（图4c）；且废弃流路湿地BG活性与Fe(II)含量无显著相关性，现行流路湿地则呈极显著正相关（P<0.01）（图4d）。
土壤环境因子对碳组分影响分析显示：废弃流路湿地SOC含量与pH值呈显著正相关（P<0.05），与水溶性酚和Fe(Ⅲ)含量呈极显著负相关（P<0.01）；Fe-SOC含量与pH值及酸性磷酸酶（AP）活性呈极显著负相关（P<0.01），与水溶性酚和Fe(Ⅲ)含量呈极显著正相关（P<0.01）（图5a）。现行流路湿地中，SOC、DOC、Fe-SOC含量均与盐度、pH值呈显著负相关（P<0.05），与BG、NAG、AP活性以及Fe(II)、Fe(Ⅲ)含量呈极显著正相关（P<0.01），SOC和DOC含量与水溶性酚含量呈显著负相关（P<0.05）（图5b）。
本研究揭示黄河尾闾流路变迁对废弃流路湿地与现行流路湿地SOC积累特征及保护机制的差异。流路变迁显著改变湿地SOC分布格局，废弃流路湿地SOC含量显著高于现行流路湿地，DOC和Fe-SOC含量则受河道和植被共同调控。同时，流路变迁导致湿地SOC保护机制存在差异。废弃流路湿地“酶闩”与“铁门”机制均未发挥主导作用，而现行流路湿地SOC主要受“铁门”机制调控。研究结果可为黄河三角洲湿地分区管理与碳汇功能提升提供科学依据，对河口湿地蓝碳保护与可持续管理具有重要实践意义。
