文献速读

湿地恢复常以土壤有机碳总量衡量成效，但不同碳库的恢复并不同步。研究整合中国43个恢复湿地站点的452组配对比较发现，恢复60年后，活性有机碳约达到天然湿地的50%，相对稳定碳仅约37%，并呈明显减速。植被恢复主要通过增加植物碳输入促进活性碳积累，而水文恢复及适宜的土壤理化条件更有助于相对稳定碳重建；植被与水文相结合的综合恢复对两类碳库的促进作用最为持续。

正文导读

只看总碳，可能高估恢复成效

湿地恢复常被视为提升土壤碳汇、应对气候变化的重要自然解决方案。但在实践中，恢复成效往往只用土壤有机碳总量来衡量。问题在于，总碳由周转速度和稳定机制不同的碳组分共同构成：一部分碳对植被恢复和新鲜有机质输入响应迅速，却也容易被分解；另一部分碳进入相对稳定的土壤碳库需要更长时间。因此，总碳增加并不必然意味着长期碳固持能力同步恢复。

图1 湿地恢复过程中活性有机碳（LOC）与难分解有机碳（ROC）的长期恢复轨迹及其主要影响因素。上部展示恢复湿地相对于转化土地的碳库响应，其中LOC的相对增幅随恢复时间逐渐减弱，而ROC缓慢增加；LOC主要与总初级生产力和地上生物量相关，ROC则更多受到黏粒含量、pH和盐度的影响。下部展示LOC和ROC相对于天然湿地水平的恢复轨迹，两类碳库在恢复60年后仍未完全恢复，且ROC恢复更为滞后。图中两侧概括了转化前土地利用类型、恢复湿地类型和恢复策略。（图源：论文Graphical Abstract）

全国尺度数据怎样构建

研究团队系统整合了中国43个恢复湿地站点的452组配对比较，比较恢复湿地、转化土地以及天然湿地中的土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和难分解有机碳（ROC）。其中，ROC以SOC减去高锰酸钾氧化法测得的LOC计算，作为相对稳定土壤碳库的操作性代理指标。研究进一步从转化前土地利用类型、恢复后的湿地类型、恢复策略和恢复年限等维度，分析不同碳库的恢复轨迹及其环境控制因素。

图2 本荟萃分析所纳入研究站点与土壤碳库的分布特征。（a）中国境内研究站点的地理分布。点的颜色表示转化前土地利用类型，包括旱地、水田和裸地；点的形状表示恢复后的湿地类型，包括滨海湿地、泥炭地和河岸湿地。底图符合中国地图审核要求，审图号为GS（2024）0650。（b）不同转化前土地利用类型向恢复湿地类型转变的桑基图，连线宽度与观测数量成正比。（c–e）天然湿地、转化土地和恢复湿地中土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和难分解有机碳（ROC）含量的分布。实线表示平滑概率密度曲线，标注数值表示中位数和样本量（n），横坐标上的短线表示单个观测值。（f–h）天然湿地、转化土地和恢复湿地中SOC、LOC和ROC含量的箱线图及单个观测值。箱体中线表示中位数，箱体表示四分位距，须线表示1.5倍四分位距。不同字母表示组间差异显著（p＜0.05）。（图源：论文Figure 1）

历史土地利用塑造恢复起点

这种差异首先受到历史土地利用的影响。由裸地恢复的湿地相对于恢复前状态呈现最大的LOC和ROC增幅，但由于初始碳亏损严重，恢复60年后仍与天然湿地差距最大。由稻田恢复的湿地增幅较小，却因原有土壤碳基础较高而最接近天然水平。因此，“增加了多少”与“恢复到什么程度”是两个不同问题，评价修复成效时不能只看相对增幅。

图3 不同恢复情景下土壤碳库的效应量。（a）恢复湿地相对于转化土地的SOC、LOC和ROC自然对数响应比（lnRR）。（b）恢复湿地相对于天然湿地的SOC、LOC和ROC自然对数响应比。点表示平均lnRR，误差线表示95%置信区间。实心圆表示效应显著，空心圆表示效应不显著。星号表示效应量与零之间的显著差异（*, p＜0.05; **, p＜0.01; ***, p＜0.001），n.s.表示差异不显著。括号内数字表示样本量。采用混合效应模型的调节效应检验（Qm检验）比较同一碳库在不同恢复情景之间的差异，不同字母表示组间差异显著（p＜0.05）。（图源：论文Figure 2）

不同湿地类型的碳库恢复并不相同

不同湿地类型也表现出鲜明差异。滨海湿地生产力较高，LOC积累较快，但盐度等地球化学条件可能限制ROC重建；泥炭地则表现出较强的ROC积累，却因生产力相对较低而限制LOC恢复；河岸湿地中两类碳库的恢复更为协调。随机森林和元回归进一步表明，LOC主要与地上生物量增加和恢复后总初级生产力相关，而ROC更多与初始容重、黏粒变化、土壤pH和盐度相关。换言之，活性碳恢复更依赖“有多少新碳进入土壤”，稳定碳恢复则更取决于“进入土壤的碳能否被有效保存”。

图4 随机森林识别的土壤碳库恢复响应主要预测因子及其重要性。（a–c）分别表示土壤有机碳（SOC）、活性有机碳（LOC）和难分解有机碳（ROC）相对于转化土地的恢复响应。变量重要性以置换相应预测变量后均方误差增加的百分比（%Inc.MSE）表示。缩写：lnRR，自然对数响应比；AGB，地上生物量；BD，土壤容重；GPP，总初级生产力；WTD，地下水位深度；MAT，年均温；MAP，年均降水量。下标“pre”和“post”分别表示转化前和恢复后的环境条件。（图源：论文Figure 4）

图5 土壤碳库恢复响应与主要环境因子之间的关系。预测因子包括转化前土壤有机碳含量（SOCpre；a）、转化前土壤容重（BDpre；b）、黏粒含量的自然对数响应比（c）、地上生物量自然对数响应比（AGB；d）、恢复后总初级生产力（GPPpost；e）、恢复后土壤盐度（Salinitypost；f）和恢复后土壤pH（pHpost；g）。散点表示单个观测值，不同颜色的拟合线分别表示SOC、LOC和ROC的变化关系。图中p值表示相关关系的统计显著性，p＜0.05表示关系显著。（图源：论文Figure 5）

综合恢复更有利于兼顾增碳与稳碳

不同恢复策略通过影响碳输入和稳定化过程，塑造了不同碳库的恢复轨迹。植被恢复能够快速增加植物生物量和新鲜碳输入，因而在早期更有利于LOC积累；水文恢复通过改善水文环境和促进细颗粒沉积，更可能支持较缓慢的ROC重建。将植被与水文结合的综合恢复，在早期增加碳输入的同时改善后续稳定条件，因而对LOC和ROC均表现出最持续的促进作用。相比之下，被动恢复在两类碳库中的效果均较弱。

图6 不同恢复策略下土壤碳库的恢复轨迹及早期和后期响应。（a、c、e）分别表示SOC、LOC和ROC相对于转化土地的自然对数响应比随恢复年限变化的非线性元回归轨迹，阴影区域表示95%置信区间。（b、d、f）分别表示不同恢复策略下SOC、LOC和ROC在恢复早期（0–10年）和后期（11–60年）的平均lnRR及其95%置信区间。实心圆表示相应阶段的恢复效应显著，空心圆表示效应不显著。星号表示效应量与零之间的显著差异（*, p＜0.05; **, p＜0.01; ***, p＜0.001），n.s.表示差异不显著。不同字母表示同一碳库在不同恢复策略之间差异显著（Qm检验，p＜0.05），括号内数字表示样本量。（图源：论文Figure 3）

恢复60年，稳定碳仍明显滞后

全国尺度结果显示，湿地恢复确实能够增加土壤碳，但不同碳库的恢复明显不同步。基于观测时间范围内的拟合轨迹，恢复60年后，LOC约达到天然湿地水平的50%，SOC约为39%，而ROC仅约为37%。三类碳库的恢复均随时间明显减速，其中相对稳定碳的恢复更慢、情景依赖性也更强。这意味着，植被重新建立后快速增加的碳输入，并不会自动转化为能够长期保存的稳定碳。

图7 观测恢复年限范围内不同情景下土壤碳库的经验恢复轨迹。（a–c）分别表示SOC、LOC和ROC相对于天然湿地的自然对数响应比随恢复年限变化的非线性元回归关系。阴影区域表示拟合轨迹的95%置信区间，散点表示单个观测值，红色虚线表示天然湿地水平。（d）综合比较恢复60年时不同转化前土地利用类型，包括旱地、水田和裸地；不同恢复湿地类型，包括滨海湿地、河岸湿地和泥炭地；以及不同恢复策略，包括复湿、种植、综合恢复和被动恢复下SOC、LOC和ROC的标准化拟合恢复水平。彩色条带表示基于经验拟合得到的各碳库相对于天然湿地水平的恢复比例，用于比较观测恢复年限范围内不同情景之间的差异，而不代表对现有数据范围以外恢复过程或平衡状态的机制预测。（图源：论文Figure 6）

对湿地恢复评估与管理的启示

这项研究提示，湿地碳汇评价应从“总碳增加”进一步转向“碳库结构是否恢复”。ROC在本研究中是相对稳定碳库的操作性代理，而非对具体稳定机制的直接测量，但它仍揭示了仅依靠SOC可能掩盖的恢复瓶颈。未来的修复评估应同时关注LOC与ROC，并结合矿物结合碳、颗粒有机碳、微生物残体和碳周转时间等指标验证长期稳定性。管理上则应根据退化前土地利用、湿地类型和盐度、pH、质地等条件配置策略；在条件允许时，将植被重建与水文恢复相结合，更有希望兼顾快速增碳与长期稳碳。

论文信息

英文题目：Slow recovery of stable carbon constrains long-term soil carbon restoration in China’s restored wetlands

作者：Ting Wang, Xiangling Zhou, Lifei Su, Siqi Zheng, Shijia Liu, Yi Liu, Wenhui Quan, Tingting Hu, Jiafang Huang, Yuanbin Cai, Shihua Li, Pingping Guo, Min Luo*

通讯作者：Min Luo*（福州大学）

期刊：Journal of Applied Ecology, 2026, 63(6): e70449

DOI：https://doi.org/10.1111/1365-2664.70449

扫码阅读全文

期刊信息

Journal of Applied Ecology (JAE) 是英国生态学会（British Ecological Society）旗下知名期刊，专注发表生态科学与自然环境管理交叉领域的原创性、广泛性研究成果。期刊覆盖应用生态学各生态领域与主题，重点关注应对气候变化、生物多样性保护以及自然对人类多元贡献等全球性挑战，是应用生态学领域的重要国际学术交流平台。

2025 JIF：5.3 ｜ CiteScore：8.8

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/journal/13652664

扫码进入期刊主页