飓风后长达两年佛罗里达红树林河口的碳排出减少

为何这个海岸故事重要

红树林林带分布在许多热带海岸线，默默地帮助保护人们免受风暴侵袭，支撑渔业，并封存大量碳。本研究考察当一次强飓风撞击美国本土最大的红树林——佛罗里达大沼泽地国家公园时，这一隐蔽的碳通道会发生怎样的变化。通过在五年中追踪从森林流向海洋的碳（包括2017年的飓风“艾尔玛”），研究人员发现了一个出乎意料且持续时间较长的碳排出下降，这可能会微妙地重塑沿海水体及其缓冲海洋酸化的能力。

养活海洋的沿海森林

红树林常被称为“蓝碳”重地，因为它们每公顷的碳储量通常是大多数陆地森林的三倍以上。这些碳有一部分埋藏在泥土中，但很大一部分以溶解态随水流向海洋。在大沼泽地，鲨鱼河及其邻近水道像传送带一样，把溶解有机碳（来自腐烂叶片和其他植物物质）与溶解无机碳（水中与二氧化碳相关的各种形式）从内陆沼泽和红树林根系输送到墨西哥湾。一旦这些无机碳到达开阔海域，它们可以在那里停留几个世纪或更久，因此衡量红树林有多少碳逸出对理解全球碳预算至关重要。

在五个多风暴的年头里观察一条活的管道

研究团队在2014年至2019年期间持续监测鲨鱼河的水体，在两个观测点取样：一个位于较内陆、密集的红树林内，另一个靠近墨西哥湾。借助记录水化学、温度和盐度的仪器，他们重建了每天向海输送的溶解碳量。团队还引入了河流流量、潮汐与风力等数据。在典型年份里，他们发现碳排出随季节波动。在潮湿的夏季，强降雨和更高的河流流量将更多溶解碳推向海洋；而在较干的月份，流速较慢、水体滞留时间更长，有利于沉积物中有机物分解形成的无机碳积累。

飓风来袭时以及之后发生了什么

2017年9月，四级飓风艾尔玛袭击大沼泽地，夷平或破坏了大部分红树林冠层。风暴在数日内剧烈扰动了水位和河流流量，科学家们原以为被搅动的沉积物会导致碳排出激增。相反，他们看到的是更微妙但更持久的变化：自艾尔玛后不久起，内陆站点的有机和无机溶解碳通量大约下降了一半并保持在较低水平。短期的模式在河流流量恢复正常后数日到数月内部分恢复，但即便在两年后，碳排出仍明显低于风暴前的数值，尤其是在干季期间。

森林与沼泽角色的转变

通过区分来自上游沼泽与来自红树林河口内部的碳，研究人员发现艾尔玛改变了主要供给方。风暴前，在内陆站点出口的无机碳中，近一半来自红树林区内的过程——如根系呼吸、埋藏有机物的分解以及沉积物中碳酸盐的溶解。风暴后，河口的这一份额缩小，更多达到海洋的碳来自陆侧沼泽。科学家将这一转变归因于大规模树木死亡与损伤，这可能削弱了根系活动并改变了沉积物条件，同时风暴动员的碎片和微生物提高了水体的耗氧量。实质上，原本稳定向沿海水体输送碳的红树林引擎开始降档运行。

这对海岸与气候意味着什么

主要结论是，大型飓风不仅会连根拔倒树木；它们还可能长期抑制红树林向海洋输送溶解碳的流量。由于这种输出会影响沿海水体化学并为碳在近海长期储存提供通道，持续减少可能削弱红树林海岸缓冲局部海洋酸化的能力。随着气候变化预计会使像艾尔玛这样的强风暴更为常见，本研究表明如果忽视风暴破坏与缓慢恢复，当前全球对红树林碳输出的估计可能过高。因此，在这些恶劣环境中进行长期观测虽有难度，却对捕捉极端事件对沿海碳循环的即时与滞后影响至关重要。

引用: Stegehuis, A.I., Ho, D.T., Bopp, L. et al. Reduced carbon outflow from a Floridian mangrove estuary up to two years after a hurricane. Commun Earth Environ 7, 395 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03249-w

关键词: 红树林, 飓风, 碳循环, 大沼泽地, 海岸海洋酸化