土壤中的活性铁氧化物能高效保护有机碳免受微生物降解，被认为是一种有效的“生锈的碳汇（rusty sink）”。然而，目前的研究大多局限于单一环境体系下铁氧化物与有机碳相互作用的模拟实验，缺乏对野外天然样品中铁结合有机碳的组成解析，也缺少不同环境体系下铁氧化物对有机碳选择性结合的研究，限制了学界对铁结合有机碳埋藏过程的进一步理解。
针对上述科学问题，我院戚羽霖教授课题组开展了系统性的研究工作：首先聚焦黄河口湿地这一典型海岸带生态系统，建立“实验室模拟-野外验证” 的技术方法，为解析湿地碳汇机制提供了关键技术支撑；其次，进一步拓展研究尺度，在农田、湿地、河口及西太平洋深海等六种不同类型的环境中，系统开展铁与溶解有机碳的共沉淀模拟实验，并结合高分辨质谱、稳定同位素质谱、光谱等手段，从不同层面揭示了铁-碳耦合过程在不同生态环境中的分异规律。研究的核心结论与主要认识如下：
（1）黄河口湿地中铁结合有机碳以吸附作用为主（非共沉淀主导），铁氧化物优先吸附难降解腐殖质类物质。通过高分辨质谱识别出1440种富氧、高度不饱和的有机碳分子，直接印证了实验室模拟结果的可靠性。同时，植被覆盖区的铁结合有机碳含量较裸地高出了一个数量级，碳封存效果显著。进一步证实了植被恢复是提升海岸湿地碳汇能力的有效途径。
图1. 活性铁结合有机碳的分子特征
（2）不同环境的实验室模拟结果表明，铁在大多数环境中均优先结合高芳香性、难降解的有机碳组分（如缩合芳烃、高度不饱和化合物）；但是在深海环境中也会选择性结合富氮的肽类物质，展现出独特的海洋碳封存机制。研究结果系统的揭示了在不同环境中铁-碳耦合的特性主要由有机碳的化学异质性决定，而并不受到有机碳来源的控制。
图2. 不同环境中铁-碳共沉淀模式图
以上研究成果分别发表在地学领域一区top期刊《Journal of hydrology》和《Water Research X》。戚羽霖教授为通信作者，学院的陈春梅教授、李思亮教授、傅平青教授，以及聊城大学的胡廷苍博士共同参与了上述研究。
论文信息：
Hu, T., Chen, C., Qi, Y.*, Fu, P., Li, S., 2025. The Preferential Fractionation of Dissolved Organic Matter (DOM) by Co-Precipitation with Iron in Diverse Environmental Conditions. Journal of Hydrology. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.134850.
Zheng, Z., Zhang, Y., Yu, Q., Hu, T.*, Ma, C., Chen, C., Qi, Y.*, 2025. Properties of Iron-Bound Organic Carbon and Its Implications for the Conservation of Coastal Wetland Vegetation. Water Research X. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2025.100368.
