近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質實驗室劉建國研究員團隊在熱帶大型河流系統(tǒng)有機碳（OC）儲存與穩(wěn)定性調控機制研究方面取得重要進展。該研究系統(tǒng)揭示了風化過程及礦物組成（尤其是鐵氧化物和鋁質黏土）對有機碳動態(tài)的關鍵控制作用，相關發(fā)表于國際知名地學期刊《CATENA》。該研究成果共同第一作者為國際博士后Md Hafijur Rahaman Khan（中文名：蘇曼）與中國海洋大學博士譚龍，南海海洋所研究員劉建國、副研究員黃云為共同通訊作者。其他作者包括南海海洋所博士Ananna Rahman、自然資源部第一海洋研究所研究員劉升發(fā)、南海海洋所研究員陳忠。

河流與海洋沉積物中的有機碳埋藏是全球碳循環(huán)的核心環(huán)節(jié)之一，對調節(jié)地球氣候平衡具有深遠影響。盡管熱帶河流流域面積僅占全球陸地有限部分，但其輸送的沉積物和有機質總量卻占全球重要比例，其中有機碳的埋藏效率與穩(wěn)定性一直是學界關注的焦點。然而在高溫高濕、化學風化強烈的熱帶地區(qū)，有機碳在搬運與沉積過程中保存與分解的具體礦物學機制尚不明確。

研究團隊以恒河–布拉馬普特拉河（G–B）這一全球規(guī)模最大、輸沙量最豐富的熱帶河流系統(tǒng)為研究對象，通過對流域沉積物開展系統(tǒng)的地球化學與礦物學分析，研究發(fā)現(xiàn)：化學風化促進了鋁質黏土（如高嶺石）的形成，這些礦物通過吸附和微環(huán)境保護機制，有效穩(wěn)定有機碳；鐵氧化物能夠與有機碳形成強烈的有機–礦物結合及表面涂層，減少微生物降解，從而提高有機質的長期保存率；相比之下，在潮濕的熱帶環(huán)境中，部分高反應性礦物相可能會加速有機碳在搬運和沉積過程中的分解與流失。

研究表明，風化產(chǎn)物與有機質之間的相互作用是決定熱帶河流系統(tǒng)中有機碳埋藏效率的關鍵因素。該成果不僅深化了人們對源–匯過程和有機碳–礦物相互作用機制的理解，還為預測熱帶河流在未來氣候變化中的響應及其對全球碳循環(huán)的反饋提供了重要科學依據(jù)。

研究工作得到了國家自然科學基金和中國科學院-TWAS院長獎學金計劃共同資助。

圖1 恒河–布拉馬普特拉（G–B）流域示意圖，顯示土地利用/土地覆蓋（LULC）特征及現(xiàn)代沉積物采樣點分布。

圖2 展示恒河–布拉馬普特拉各支流中有機質指標的輸運與演變特征，并通過圖示總結了有機碳來源、輸運機制以及礦物結合有機碳在儲存和穩(wěn)定過程中的作用。

文章信息：Khan MHR1,Tan L1,Liu J.*,Rahman A,Huang Y*,Liu S,Chen Z,2025. The impact of weathering,iron oxides,and aluminous clays on organic carbon storage and stability in an extensive tropical river system. CATENA 258,109250.

文章鏈接： https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109250