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本研究由来自中国海洋大学深海多圈层与地球系统前沿科学中心、海洋化学理论与技术教育部重点实验室以及化学化工学院的Qin-dao Li、Pei-feng Li、Chun-ying Liu、Jiang-chen Gong、Jing-wen Hu、Qian-qian Yang和Gui-peng Yang等人完成。其中Qin-dao Li和Pei-feng Li为共同第一作者，Chun-ying Liu和Gui-peng Yang为通讯作者。该研究成果发表于《limnology and oceanography》期刊，文章于2025年被接受，预计于2026年正式发表，doi为10.1002/lno.70278。研究得到了山东省自然科学基金、国家自然科学基金以及泰山学者计划专项基金的支持。

该研究属于海洋生物地球化学与滨海湿地生态学交叉领域，重点关注挥发性硫化物（volatile sulfur compounds, VSCs）在潮间带湿地沉积物—大气界面上的交换通量及其调控机制。羰基硫（carbonyl sulfide, COS）、二甲基硫（dimethyl sulfide, DMS）和二硫化碳（carbon disulfide, CS2）是三种主要的挥发性硫化物，它们在大气化学中扮演着重要角色，能够氧化生成硫酸盐气溶胶，影响云反照率和辐射平衡，进而调控全球气候。滨海湿地尽管仅占全球陆地面积的7%，却贡献了全球总硫排放的41%，其中盐沼湿地是VSCs的重要来源。然而，以往研究对潮间带湿地VSCs交换通量的定量认识仍然有限，尤其是植被类型和潮汐作用对VSCs排放的调控机制尚不清楚。本研究旨在通过全年现场观测和实验室模拟，系统揭示互花米草（Spartina alterniflora）、碱蓬（Suaeda glauca）以及无植被光滩三种典型潮间带湿地生境中VSCs的排放规律，并重点阐明潮汐驱动下的环境因子对VSCs通量的控制机理。

研究的主要工作流程包括四个部分：全年现场观测、潮汐前后对比观测、24小时连续昼夜观测以及实验室培养模拟实验。全年现场观测于2020年10月4日至2021年10月15日在胶州湾湿地公园进行，该区域位于中国北方，是一个典型的温带盐沼湿地，面积约11.2平方公里，受半日潮周期性淹没影响。研究选取了互花米草、碱蓬和光滩三种代表性生境，每月在低潮时段白天进行采样。VSCs和CO2样品使用不透明静态箱采集，箱体尺寸为50×50×50厘米，配有风扇和进出口，气体样品泵入Tedlar气袋后，在24小时内通过配备火焰光度检测器和两级捕集浓缩器的气相色谱仪进行分析。COS、DMS和CS2的检出限分别为2.58、1.70和2.58微克每升，精密度为0.43%至1.11%。CO2浓度使用红外CO2检测器测定，不透明箱确保观测到的CO2变化仅代表沉积物异养呼吸。通量计算采用标准静态箱方程，正值表示沉积物向大气释放气体。沉积物样品分四层采集，测定氧化还原电位、温度、pH、盐度、含水量、硫酸盐、总硫和总有机碳等理化参数，并在互花米草生长旺季和衰老期采集沉积物柱样用于微生物群落分析。潮汐对比观测在互花米草区域的高潮和低潮时段进行，分别在2020年9月18日、2021年5月18日和6月17日开展。24小时连续观测从2021年8月2日10时持续至8月3日7时，每3小时采样一次，同时记录潮位、沉积物温度和光照强度。实验室培养实验使用2022年9月21日采集的光滩沉积物，将约400克沉积物置于10升聚乙烯培养瓶中，厚度约5厘米，通过气泵维持气体流速在500至600毫升每分钟。在潮汐模拟实验中，使用与原位海水相同盐度和pH的人工海水淹没沉积物2小时，观测淹没前和淹没后12小时内的VSCs排放变化。为了进一步区分含水量和缺氧状态的独立效应，设置沉积物含水量为40%、45%、50%、55%和60%五个梯度，并通入高纯氮气2小时模拟厌氧环境。数据分析使用OriginPro 2021和SPSS 23.0软件，采用t检验和Pearson相关分析，并通过主成分分析（principal component analysis, PCA）识别主要控制因素。

研究结果显示，互花米草沉积物全年表现为COS、DMS和CS2的净排放源，平均通量分别为4.61、10.25和5.77纳摩尔每平方米每秒，而碱蓬和光滩区域则表现出可变的源—汇动态。互花米草区域的VSCs通量显著高于其他区域，这与其根部较高的硫酸盐和总硫含量以及温度依赖的微生物活动密切相关。微生物群落分析表明，在夏季光滩区域的沉积物微生物丰度最高，优势类群为Desulfobacter和Nitrospirales等，而在冬季互花米草区域的微生物总丰度显著上升，达到夏季的70倍，但VSCs排放仍受温度限制。昼夜观测发现，DMS和CS2的夜间通量分别是白天的2.80倍和3.38倍，白天较高的温度可能抑制微生物活性，而植被在白天气孔吸收CS2也降低了其通量。涨潮前和落潮后的对比观测显示，落潮后互花米草区域DMS通量较涨潮前下降了33%至224%。PCA分析揭示，涨潮前VSCs通量与孔隙水化学参数（如pH和氧化还原电位）及大气条件（如含水量和气压）耦合，而落潮后则主要受电导率和残余水分控制。实验室模拟进一步证实，在黑暗条件下潮汐淹水显著促进微生物活动和COS排放，但抑制DMS和CS2产生；在光照条件下，潮汐抑制微生物活动，DMS通量低于黑暗条件。含水量梯度实验表明，COS通量在50%至55%含水量时达到最大，DMS在50%左右达到峰值，CS2在55%左右达到峰值。厌氧条件在光照和黑暗下均促进COS释放，但在黑暗下抑制DMS释放，并在两种条件下都降低CS2排放。

研究结论指出，潮间带湿地VSCs排放受植被类型、温度依赖的微生物活动以及潮汐泵吸作用的共同调控。互花米草通过富集沉积物硫元素和塑造微生物群落结构促进VSCs排放，而碱蓬区域表现为VSCs的净吸收。潮汐作用在短时间尺度上通过改变孔隙水化学、离子梯度和残余水分来调节VSCs通量，离散采样方案由于无法捕捉潮汐淹没期间的排放最低值，会高估年度VSCs排放预算。本研究强调了在海岸带硫循环模型中纳入植被功能性状和潮汐相位特定排放因子的必要性。该研究的科学价值在于首次在温带潮间带湿地中系统量化了不同植被类型下VSCs的全年通量，并揭示了潮汐对VSCs排放的相位特异性控制机制；应用价值在于为区域硫排放估算和互花米草生态治理的硫循环效应评估提供了基础数据。研究的亮点包括：全年尺度的多生境VSCs通量对比、潮汐前后PCA揭示的相特异性环境控制因子、以及结合光照和厌氧条件的实验室模拟实验对潮汐机制的解析。