近日，天津大学地球系统科学学院宋照亮教授课题组，通过空间尺度采样和利用稳定同位素比率质谱仪对土壤碳、氮稳定同位素进行了研究，相关成果以“Contrasting patterns and controls of soil carbon and nitrogen isotope compositions in coastal wetlands of China”为题，发表在土壤科学领域Top期刊《Plant and Soil》。论文第一作者为南京农业大学资源与环境科学学院夏少攀副教授（天津大学地科院2021届博士毕业生），通讯作者为天津大学地科院宋照亮教授。
滨海湿地在碳、氮循环中的作用越来越受到重视，稳定碳同位素（δ13C）和氮同位素（δ15N）可用于源解析，计算湿地植被、淡水/海洋浮游植物和藻类及河流/海洋水体（POM和DOM）对土壤/沉积物有机质的贡献，同时也可以示踪温室气体（CO2、CH4和N2O）的排放来源及贡献，利用δ13C和δ15N研究滨海湿地的有机质的输入、输出、交换和归宿，可以更好的评价滨海湿地碳库和碳循环在全球气候变化中的作用。然而，滨海湿地土壤稳定碳、氮同位素的分布模式（纬度、植被类型、土壤类型和土壤剖面层次）及影响因素的控制机制仍不清楚。
本研究我们沿着5000 km海岸带在39个样点共采集了156个土壤样品（0-40 cm），同时结合文献数据整合（57个碳、氮同位素数据集），以探索植被、土壤和气候因素对土壤稳定碳、氮同位素分布模式的影响。结果表明，土壤δ13C的分布范围为-27.48‰～-18.25‰，均值为-23.56‰，土壤δ15N的分布范围为2.66‰～9.97‰，均值为5.68‰。通过相关性分析、方差分解和随机森林分析，研究发现，植被组成和植物碳输入直接影响δ13C的空间分布，气候因子和土壤属性（含水量、pH和生物可利用性碳）是影响δ15N空间分布的主要因素。
图1 我国滨海湿地土壤碳、氮稳定同位素频率分布特征
图2 我国滨海湿地土壤碳、氮稳定同位素影响因素的方差分解分析（a, b）和随机森林分析（c, d）。红色柱状图表示该指标对因变量有显著性影响。
Note: Climate includes MAT and MAP; physical includes BD, SWC, silt/ clay and sand; chemical includes DOC, MBC, TP, pH and EC; plant includes Λ8, C/V, S/V, (Ad/Al)S and (Ad/Al)V. Red columns indicate that environmental factors have significant differences (p < 0.05) in carbon and nitrogen isotopes.
该研究工作得到国家自然科学基金碳专项、国家自然科学基金重点项目和国家自然科学基金杰青项目的资助。
文章信息：Shaopan Xia, Zhaoliang Song*, Bhupinder Pal Singh, Laodong Guo, Nanthi Bolan, Weiqi Wang, Guanghui Lin, Yin Fang, Xuefa Wen, Jing Wang, Iain P. Hartley, Xueyan Liu, Yidong Wang, Hailong Wang. Contrasting patterns and controls of soil carbon and nitrogen isotope compositions in coastal wetlands of China. Plant and Soil, 2023. https://doi.org/10.1007/s11104-023-06034-2
