在中国海沿岸的红树林中，有一种名叫桐花树 (Aegiceras corniculatum) 的植物，静静地记录着环境的蛛丝马迹。近日，广东海洋大学与中科院广州地化所、加州理工学院等单位合作，结合叶蜡正构烷烃和脂肪酸的δ2H分析及环境参数监测，首次构建了盐度-代谢调控-同位素分馏的关联模型，不仅修正了红树林同位素分馏理论模型，还为重建热带沿海古环境提供了全新视角。
植物叶片中的蜡质化合物，能“记住”它们吸收水分的氢同位素特征（δ²H），而这一特征受降水、盐度等因素影响。团队选取了湛江高桥、九洲与营仔三条河口，分别在旱季（2021年11月）与雨季（2022年6月），采集了桐花树的叶片、木质部、叶水、水体和沉积物孔隙水等样品，系统分析了不同季节和盐度梯度下的氢氧同位素变化。
在本研究中，科研人员采用LI-2100 全自动真空冷凝抽提系统，对红树植物叶片和木质部中的水分进行了高效提取。这款设备由北京理加联合科技有限公司自主研发，能够在确保同位素不发生分馏的前提下，实现高回收率（>98%）的水分萃取。
图2. 不同盐度下地表水 (SW)、孔隙水 (PW)、木质部水 (XW) 和叶水 (LW) 氢氧同位素和叶蜡C27、C29和C31正构烷烃以及C16:0和C18:0正构脂肪酸中的氢同位素的相关图
图3. 盐度与脂质及源水之间的净氢同位素分馏的相关图，包括地表水 (SW)、孔隙水 (PW)、木质部水 (XW) 和叶水 (LW) 之间的中间分馏过程与正构烷烃和脂肪酸的氢同位素分馏之间的相关性
图4. 同一采样地点在雨季与干季的正构烷烃及正构脂肪酸δ2H值的对比图
图5. 脂质（正构烷烃和正构脂肪酸）与孔隙水之间的氢同位素分馏系数随盐度的季节变化
图6. 脂质（正构烷烃和正构脂肪酸）与叶水之间的氢同位素分馏系数随盐度的季节变化
图7. 使用稳定同位素混合模型(SIMMR)分析干季红树林(A. corniculatum)的水源（海水、河水和地下水）贡献
图8. 旱季正构烷烃总含量与C27、C29和C31正构烷烃的δ2H值之间的相关性
· 在干季，脂类氢同位素（特别是C31正构烷烃和C16:0脂肪酸）与盐度呈明显相关，盐度每升高1 ppt，δ²H 分馏值分别增加约 2.5‰ 和 1.0‰；
· 而在湿季，这种关系不再显著，雨水稀释了土壤盐分，使植物生理代谢回归“正常状态”；
· 研究表明，盐度对氢同位素分馏的影响，并非源于水源吸收过程的同位素变化，而是来自植物生理层面，如可溶性兼容溶质的合成和光合作用效率的变化。
这项研究不仅深入探讨了红树林植物对盐度胁迫的生理响应机制，还提出：在干旱季节，高盐可能抑制光合作用，诱发代谢改变，从而影响氢同位素的生物合成分馏过程。这一发现，有望提升基于植物蜡的古水文与古盐度重建精度，对理解热带沿海气候变化至关重要。
题目：Dry season dominance of salinity’s impact on hydrogen isotope fractionation in Aegiceras corniculatum mangrove lipids
作者：Yao-Ping Wang 等
期刊：Geochimica et Cosmochimica Acta
DOI：10.1016/j.gca.2025.02.024