研究背景

盐沼湿地是海岸带蓝碳生态系统的核心组成部分，凭借高沉积速率、高生产力与厌氧环境等特征，其碳埋藏速率可达陆地森林的约 40 倍，是地球上效率极高的自然碳汇。尽管盐沼面积不足全球陆地面积的 10%，却储存了约 1.84 Pg 碳，贡献了近三分之一的全球土壤碳库，在应对气候变化中具有不可替代的作用。然而在过去数十年间，受气候变化与人类活动加剧的双重影响，全球盐沼面积已累计丧失超过 50%。虽然国际社会发起蓝碳倡议并大力推进盐沼保护与修复工作，全球盐沼面积实现了一定程度的恢复与扩张，但长期以来，学界对盐沼土壤有机碳的全球动态变化缺乏清晰认知，且区域生态条件与保护政策的异质性，使得全球尺度盐沼土壤有机碳净变化的评估存在显著空白，这也限制了对修复成效的科学评价与现有碳库稳定性的客观判断。

研究方法

为精准解析全球盐沼蓝碳的动态变化，本研究整合多源遥感影像与地面实测校准的机器学习模型，构建了涵盖盐沼空间变化与土壤有机碳密度差异的综合评估框架，系统分析 2002～2019 年全球盐沼表层土壤有机碳的变化特征。研究以全球盐沼分布数据集为基础，借助 Google Earth Engine 平台，基于 Landsat 长时间序列地表反射率数据，精准识别盐沼的损失与扩张区域。同时，以全球 213 个野外实测土壤有机碳样本为校准数据，训练并优化随机森林等机器学习模型，实现逐像元的土壤有机碳密度反演。在量化全球盐沼土壤有机碳净损益的过程中，研究设置完全释放与部分释放两种情景开展敏感性分析，并采用线性混合效应模型、分段回归等方法，系统解析干旱度、温度、植被生产力、土地利用类型等因素对土壤有机碳动态的影响，保证评估结果的可靠性与科学性。

研究结果

研究结果显示，2002～2019 年全球盐沼表层土壤有机碳呈现净损失状态，净损失量达 52 万吨，仅美国一国就贡献了全球约 60% 的损失量，完全释放后相当于 620 万吨二氧化碳排放。从区域格局来看，全球盐沼蓝碳变化呈现显著的空间分异，北美与大洋洲是主要的碳损失区域，亚洲与南美洲则表现为碳净增益，欧洲盐沼碳储量呈波动变化，非洲先损失后增益最终实现净积累。土地利用变化是驱动盐沼土壤有机碳损失的核心因素，其中转变为光滩是最主要的损失途径，转变为农田是第二大碳损失来源；而盐沼的增益主要来自养殖塘与光滩的转化，亚洲的“退塘还湿”是全球碳增益的重要贡献因素。更值得关注的是，损失的盐沼多为碳密度极高的成熟湿地，而新增与修复的盐沼碳密度普遍偏低，北美地区高碳密度盐沼的丧失，是全球蓝碳净损失的关键原因，这也导致全球盐沼修复带来的碳增益无法抵消成熟湿地破坏造成的碳损失。

图1.2002–2019年不同尺度盐沼表层土壤有机碳（SOC）时间变化。a, 国家尺度表层SOC净变化；b, 大洲尺度表层SOC变化；c–f, 典型国家表层SOC变化。

图2. 2002–2019年1° 网格尺度盐沼损失与扩张区域的表层土壤有机碳（SOC）变化。

图3. 盐沼土地利用/覆被变化及其相关的表层土壤有机碳（SOC）动态。a, 盐沼转为其他土地利用类型；b, 其他土地利用类型转为盐沼；c, 2002–2019年各土地利用类型转换对应的土壤有机碳变化；d, 各大陆盐沼转为不同土地利用类型的面积占比；e, 各大陆由不同土地利用类型转为盐沼的面积占比。

图4. 盐沼扩张与损失区域的表层土壤有机碳（SOC）密度分布。a, 盐沼恢复或扩张像元的表层土壤有机碳增量；b, 盐沼丧失或退化像元的表层土壤有机碳损失量。

研究讨论

本研究突破了传统研究仅关注盐沼面积变化的局限，证实土壤有机碳密度与空间转化共同决定了盐沼蓝碳的动态变化，揭示了“成熟湿地碳损失、新生湿地碳增益”的全球失衡格局。北美成为全球盐沼蓝碳损失热点，不仅因其拥有大面积盐沼，更在于飓风等极端事件频发、人类开发活动持续，导致高碳密度成熟湿地大规模退化；而中国等亚洲国家通过“退塘还湿”、“退耕还湿”、生态红线等严格保护政策，推动盐沼面积扩张，成为全球蓝碳恢复的核心区域。研究同时发现，温度、沉积速率、人类活动强度等因素共同调控土壤有机碳密度，高纬度地区低温抑制有机质分解，碳密度显著高于中低纬度地区，而亚洲区域高悬浮泥沙含量、人类活动干扰等因素，使得区域盐沼碳密度整体偏低。该研究明确了保护高碳密度成熟盐沼的紧迫性，提出全球蓝碳治理应从单纯追求修复面积，转向优先保护成熟湿地、精准提升修复湿地碳密度的科学路径，为全球气候策略、海岸带生态保护与蓝碳修复工作提供了关键科学依据。

此外，团队近期还围绕中国滨海湿地人类围垦活动下降驱动下的海岸带可持续发展、盐沼湿地恢复带来的土壤碳增益以及干旱对湿地碳的影响等方面开展了系统性研究，相关成果相继发表在《Geography and Sustainability》、《Fundamental Research》、《中国科学：生命科学》等国内外重要期刊。

论文信息

标题：Global blue carbon losses from salt marshes exceed restoration gains

期刊：Nature Communications

类型：Article

作者：郑玉晗、江曲图、贺强、萧向明、Peter I. Macreadie、徐晓、聂明、吴纪华、叶观琼、吴嘉平、顾佳丽、崔丽娟、王新新*、李博*

时间：2026-04-24

DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70158-z