研究团队发现海水入侵促进稻田土壤大量溶解性有机碳释放

受季节性降水不均和潮汐影响，海水入侵已成为威胁沿海稻田土壤的主要环境问题之一。土壤有机碳库是陆地生态系统中最大、最活跃的碳库，其储量的微小变化都深刻影响着全球碳平衡与气候变化。而稻田因其独特的长期淹水环境，具备了强大的碳封存潜力，是不容忽视的重要土壤有机碳库，但海水入侵对溶解性有机碳的吸附和固相有机碳的形态转化的机制仍不明确，缺乏定量研究。

针对这一问题，广东省科学院生态环境与土壤研究所刘同旭研究员团队以稻田土壤有机碳为研究对象，探究氧化还原交替条件下稻田土壤有机碳组分转化及温室气体产生过程。研究发现，高盐度条件导致土壤溶解性有机碳显著释放，同时抑制了铁循环过程，进而影响对土壤有机碳的固定。此外，盐度还显著抑制了甲烷和二氧化碳的产生。

本研究揭示了三方面的潜在机制：首先，海水带入的钠离子和氯离子通过竞争作用会降低土壤矿物与有机质间的静电吸引力，进而促进活性有机碳释放到溶液中。其次，高盐度条件下，氯离子的毒性会导致铁还原菌相对丰度及其活性降低。引入的硫酸盐作为电子受体与铁氧化物竞争，会抑制铁氧化物还原，并降低铁铝矿物结合态有机碳的释放。最后，高盐度条件对甲烷和二氧化碳产生的抑制作用，可能与氯离子导致的产甲烷基因丰度降低和微生物活性下降相关，也与硫酸盐的底物竞争存在一定关系。上述发现阐明了海水入侵影响了沿海稻田碳循环和温室气体排放的机制，在土壤修复中需重点关注碳稳定性和微生物活性。

以上成果发表于地学权威期刊Geochimica et Cosmochimica Acta。博士研究生池文婷和杨阳博士为共同第一作者，刘同旭研究员为通讯作者。该研究获国家自然科学基金、中国博士后基金和广东省科学院发展专项资金等项目的资助。

海水入侵促进溶解性有机碳释放的机理示意图 

论文信息：Wenting Chi^#, Yang Yang^#, Pei Wang, Chao Guo, Zebin Hong, Shiwen Hu, Kuan Cheng, Shan Wang, Han Li, Qi Wang, Ying Li, Yang Wu, Yibing Ma, Tongxu Liu*. Seawater intrusion causes substantial release of dissolved organic carbon in coastal paddy soils. Geochimica et Cosmochimica Acta. In Press. 

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.06.007

（土壤分子过程研究团队 池文婷 杨阳/供稿）