红树林无机碳汇的生产和增汇
研究背景：
二氧化碳去除技术（CDR）是应对气候变化的必要措施。红树林通过高效的有机碳埋藏，被视为CDR的自然方案。另一方面，碱度可通过孔隙水交换和横向输运，被保存在海洋中达千年，被认为是红树林的无机碳汇机制。然而，我们对红树林沉积物中碱度的生产速率和生产机制缺乏定量认识。随着红树林生态系统的修复与重建，利用无机碳汇的主导机制进行新型人工增汇技术的探索具有很大前景。为此，需要对红树林无机碳汇的生产机制进行探究。
研究区概况：
本文采用数据综合的方法进行探究，搜集了全球29个红树林系统的相关数据。涉及碱度生产的无氧呼吸过程包括反硝化作用，锰异化还原，铁异化还原，和硫还原（生成AVS）和黄铁矿的生产速率被搜集。另外，还包括孔隙水交换的碱度输出通量。其中，大洋洲和亚洲的数据条目最多，占据了总数据集的80%以上。
结果与讨论：
各无氧呼吸过程的等价碱度生产速率显示出极大的空间异质性，均在两个数量级以上波动，显示不同环境因子，如盐度、温度、底物浓度和水动力条件等对微生物活动，进而对碱度生产的影响（图2）。基于数据集的非正态性（Shapiro–Wilk test, P < 0.05），进行了Wilcoxon rank-sum假设检验，发现在95%的置信水平上，黄铁矿生成的等价碱度生产速率显著大于其他无氧呼吸过程，初步表明了该过程对碱度生产的主导作用（图3）。
为了给出在全球尺度上，各无氧呼吸过程的等价碱度生产速率的估计，计算了第一分位数、中位数、第三分位数、算术平均值和几何平均值（图4）。其中，中位数和几何平均值吻合，代表了数据集的整体分布。基于二者的范围，估算了反硝化作用、锰异化还原、铁异化还原、硫还原（生成AVS）和黄铁矿生成的等价碱度生产速率（mmol m-2 d-1）分别为0.46–0.60, 1.52–2.58, 5.22–8.30, 6.22–6.50以及30.6–38.2。
结论：
碱度的生产是红树林无机碳汇机制的“引擎”。在该研究中，通过数据集合，我们说明了黄铁矿生成是红树林碱度生产的主导过程，贡献了孔隙水交换带来的碱度输出的50%左右（图5），明确了红树林无机碳汇的机制，为该生态系统的人工增汇工作提供了科学基础。
然而，在稳态假设条件下，当前红树林沉积物中碱度的生产和输出是不平衡的。作为可能的生产过程，碳酸钙溶解作用在未来需要被调查和囊括。
