湿地是全球最重要的碳库之一，储存了全球20%–30%的土壤有机碳（SOC）。水文条件是主导湿地碳循环的核心驱动因子。当前气候变化加剧降水格局改变、水位波动和极端水文事件频发，不同淹水梯度下湿地碳库响应规律、深层土壤碳长期封存机制尚不清晰，制约对湿地碳汇潜力的精准评估。

针对上述科学难题，中国科学院烟台海岸带研究所滨海湿地演变机制与生态修复研究组（韩广轩研究团队），依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站，开展了连续6年的淹水深度控制实验，设置0、5、10、20、30和40 cm 六组水位梯度，系统解析表层土壤（0–20 cm）和深层土壤（20–40 cm）有机碳组分变化及其调控机制，研究阐明了淹水深度对湿地土壤碳稳定性的垂直调控机理，为全球变化背景下湿地碳循环反馈预测提供了理论支撑，同时为滨海湿地生态修复中的水文调控和碳汇管理提供了量化科学依据。

图1 不同淹水深度下表层和深层土壤中土壤有机碳（SOC），颗粒有机碳（POC），矿物结合有机碳（MAOC）和MAOC/POC比值的变化

研究发现，土壤有机碳储量随着淹水深度增加显著提升，且深层SOC对水文变化响应远强于表层SOC：淹水梯度提升后，表层土壤SOC增加62%，而深层土壤SOC增幅达222%（图1）。表层与深层土壤两类活性碳库积累驱动机制存在显著分异：在表层土壤中，植物生产力的增加是颗粒有机碳（POC）积累的主要驱动力，微生物残体碳（MNC）、溶解性有机碳（DOC）同步累积，共同促进矿物结合有机碳（MAOC）的形成；深层土壤POC受控于DOC输入、氮限制和微生物残体形成，深层MAOC则由Fe/Al氧化物、黏土矿物保护以及微生物残体输入共同驱动（图2）。

图2 淹水深度对湿地SOC组分及其稳定性的影响机制

淹水深度对土壤碳稳定性的影响具有显著的垂直分异特征。表层土壤矿物保护能力未随水位变化发生明显改变，MAOC与POC比例基本保持稳定；深层土壤随着淹水加深，MAOC占比显著提高，土壤碳稳定性增强，其中微生物生物量碳（SMBC）是预测深层土壤碳稳定性的关键指标（图2）。

研究进一步识别出黄河三角洲湿地碳积累存在明显的水文阈值。当淹水深度达到约20 cm时，SOC积累趋于饱和，继续增加淹水深度无法进一步提升碳储存能力（图1）。该发现打破“淹水越深、碳汇越强”的传统认知，明确在湿地生态修复和水文管理过程中，维持20 cm左右适度淹水水位可能更有利于实现碳储存最大化，为河口湿地水文调控方案优化提供了量化参考。

相关成果以“Inundation depth modulates wetland soil organic carbon stability by altering microbial biomass and mineral protection”为题，发表于国际土壤科学期刊 Geoderma。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

论文信息：

Zhao, M.L., Wang, L.J., Xiao, L.L., Ma, T., Li, Y., Paytan, A., Lichtfouse, E., Song, W.M., Wang, X.J., Chu, X.J., Zhang, X.S., Wei, S.Y., Han, G.X.* 2026. Inundation depth modulates wetland soil organic carbon stability by altering microbial biomass and mineral protection. Geoderma, 469, 117798. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2026.117798