潮间带含水层是连接陆地地下水与近岸海水的重要生物地球化学反应界面，也是陆源碳输运的重要通道。以往学界通常依据地下水溶解有机碳（DOC）浓度、地下水-海水交换强度评估地下水驱动的陆源碳输出通量。但传统评估思路存在明显局限性：地下水中较高的DOC浓度并不等同于较大的碳输出，强烈的水体交换也未必产生较高的净DOC通量，其内在关联仍缺乏系统机制解析。近日，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（肖凯研究团队）选取在渗透性、地下水更新和水-岩交互作用等方面存在显著差异的砂质和泥质沉积物为对照体系，系统开展了地下水文地质条件调控溶解有机质（DOM）存量及其输出过程的研究。研究团队以山东半岛典型砂质和泥质潮间带含水层为研究对象（图 1），整合DOC定量测定、DOM光学光谱分析、三维荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）、地下水-海水交换通量估算等技术手段，系统对比了两类不同沉积环境下地下水DOM浓度、组成、存量及排放规律，揭示了潮间带地下水DOM“来源-存量-排放”（源-存-排）之间显著的解耦现象，完善了滨海地下水碳输运的认知体系。

图1 研究区地理位置及砂质、泥质潮间带地下水采样方案图

研究结果表明，砂质和泥质潮间带地下水具有显著不同的DOM特征（图 2）。砂质地下水DOC平均浓度为6.99 ± 2.50mg C L^-1，浓度明显低于泥质地下水（15.19 ± 4.20 mg C L^-1）；组分层面，砂质地下水以蛋白类荧光DOM为主，泥质地下水中腐殖质类荧光DOM占比更高。存量结果表明，水动力交换较弱的泥质地下水，表观水相DOC存量为880 mg C m^-2，明显高于水动力交换更活跃的砂质含水层DOC存量（1930 mg C m^-2）。该结果证实，地下水中DOC浓度、表观存量与水动力交换强度并不存在简单的正向对应关系。

图2 砂质和泥质潮间带地下水DOC浓度及DOM光学性质和荧光组分差异

研究进一步阐明了两类潮间带含水层差异化的DOM调控模式。砂质沉积物渗透性强、地下水更新效率快，促进了DOC的快速输运和重新分配，不利于DOC在地下水中的持续积累，形成“高输入，低存量”的特征；泥质含水层渗透性弱、地下水交换和停留时间充分，有利于DOM的保存和组分改造，最终呈现“低输入，高存量”的特征。因此，陆源DOC输入强度与地下水中的DOC表观存量并不存在简单的正相关关系。

地下水-海水总交换强度与残余净DOC输出同样存在明显解耦机制。砂质含水层地下水-海水双向物质交换强烈，DOC总交换通量远高于泥质含水层，但强烈的陆向海DOC流出和海向陆相关DOC流入的抵消过程，显著削弱了实际碳输出能力。泥质含水层虽然总体交换较弱，但双向通量抵消程度低，表现为小幅净输出。敏感性分析表明，砂质含水层由于DOC流入和流出通量均较大，其残余净DOC通量方向对海水DOC端元的选择较为敏感；而泥质含水层的正残余净通量则相对稳定。这说明，滨海地下水碳输运评估应严格区分总交换通量与残余净通量，仅地下水-海水的总交换通量无法真实反映陆海碳收支平衡。

该研究提出了潮间带地下水DOM的“源-存-排”分析框架，系统阐释了陆源DOC供给、地下水DOM表观存量、双向水交换、通量抵消多过程的耦合与解耦规律。研究强调，单一依靠DOC浓度或水动力交换强度评估滨海地下水介导的碳输出，会导致评估结果存在偏差，应综合考虑DOM来源、地下水存量、双向交换以及通量抵消效应。该成果深化了对不同沉积类型潮间带含水层碳输运机制的认识，为精准量化海岸带地下水碳通量、科学评估在陆海碳循环中贡献提供了新的理论框架与技术支撑（图 3）。

图3 砂质和泥质潮滩地下水系统碳收支概念示意图

相关研究成果以 “Hydrogeological controls on dissolved organic matter fluxes: Source-inventory-export decoupling in intertidal groundwater” 为题，发表于 Water Research。论文第一作者为烟台海岸带所博士生卫俏，通讯作者为肖凯研究员。该研究获得了泰山学者青年专家项目、国家自然科学基金项目、青岛市地下水资源保护与修复重点实验室开放基金等项目的资助。

论文信息：

Wei, Q., Xiao, K.*, Wang, B., Li, Z., Wang, Z., Wang, Y., Han, G., Tang, J., Li, H. and Zheng, C. 2026. Hydrogeological controls on dissolved organic matter fluxes: Source-inventory-export decoupling in intertidal groundwater. Water Research, 126817. https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.126817.