作为沿海生态系统的重要组成部分，红树林湿地在调节全球养分（尤其是磷（P）的生物地球化学循环中起着关键作用（Howard等人，2017；Joseph等人，2011；Moushmi等人，2022；Qiu等人，2024）。这些生态系统中的沉积物既通过吸附和沉淀作用作为磷的“汇”，也可能将生物可利用磷释放到上层水中，从而成为磷的“源”。这些过程直接影响近岸富营养化、初级生产力和生态平衡（Gu等人，2016；Liu等人，2024；Liu, Zhang, Zhou, Wu和Wang，2025；Xiao等人，2023）。在人类活动加剧（如水产养殖扩张、海岸开发）和气候变化的背景下，阐明红树林沉积物中磷迁移的机制已成为海岸环境保护和可持续管理的研究重点（Dai等人，2025；Qian等人，2023；Reddy等人，2021）。红树林沉积物中磷的迁移和转化受到物理、化学和生物过程的复杂相互作用的影响。其中，铁-硫生物地球化学循环的耦合被认为是关键调控因素。
铁（Fe）和硫（S）循环的耦合被广泛认为是厌氧海岸沉积物中磷迁移的核心驱动因素（Kraal等人，2013；Pan等人，2021）。在氧化或亚氧化条件下，活性铁氧化物（如非晶态Feox1、结晶铁氧化物）能强烈吸附无机磷，形成铁结合磷，这是红树林沉积物中磷的主要汇（Elzinga和Sparks，2007；Wang等人，2024a）。然而，在厌氧环境中，硫酸盐还原菌（SRB）通过还原硫酸盐生成硫化物（H₂S），后者与铁氧化物反应形成铁硫化物（如黄铁矿、酸挥发性硫化物[AVS]）。这一过程可溶解铁结合磷复合物，从而将生物可利用磷释放到沉积物孔隙水中，甚至可能进入上层水体（Holmer和Storkholm，2001；Mills等人，2016；Zhang等人，2023）。近年来，越来越多的研究强调了有机物（OM）和微生物在铁-硫-磷耦合中的作用：易分解的有机物可作为SRB和有机磷矿化微生物的电子供体，加速硫酸盐还原和有机磷水解（Liu等人，2019；Münch等人，2024；Yu等人，2024）；同时，微生物的代谢功能（如硫酸盐还原基因dsrABC、植酸酶合成基因appA）直接调控铁-硫反应和磷转化的速率（Khan等人，2025；Siles等人，2022；Tao等人，2024）。尽管取得了这些进展，大多数研究仍集中在单一环境条件下的磷循环过程，而影响铁-硫-磷耦合机制区域差异的内在因素仍不甚明了。
当前关于红树林沉积物中铁-硫-磷耦合的研究存在三个关键知识空白。首先，现有研究主要关注单一地质背景（例如九龙江河口的海洋沉积物）（Pan等人，2019），忽视了母岩异质性的调节作用。红树林生态系统常常跨越不同的地质环境（例如高铁含量的火山风化带与低铁含量的海岸沉积带）（Robin等人，2021），这可能根本改变活性铁/硫池、有机物输入和微生物群落，从而导致不同的铁-硫-磷耦合途径（Lehtoranta等人，2009；Yuan等人，2021）。其次，大多数研究将化学组分（如铁结合磷、酸挥发性硫化物）与有机物性质和微生物功能分离，未能全面理解地质环境、有机物特性和微生物代谢如何共同调节铁-硫-磷相互作用（Jiang等人，2021；Liang等人，2020）。易分解的有机物和功能性微生物与地质背景密切相关，但它们对磷迁移的协同效应尚未得到系统阐释。第三，具有不同地质背景的红树林中铁-硫-磷耦合机制的区域差异尚不清楚，这阻碍了磷释放风险的准确评估和针对性管理策略的制定（Yuan等人，2024）。
为解决这些空白，我们选择了中国最大、最古老的红树林保护区——东寨港作为研究区域，该地区具有双重地质背景（火山风化带[V]和第四纪海岸带[Q]）。我们结合了地球化学分馏、水溶性有机物荧光光谱和宏基因组学分析，以实现三个具体目标：（1）量化两个不同区域中磷形态、铁池和硫池的空间-垂直分布；（2）阐明有机物性质（来源、活性和WSOM组分）和微生物代谢活动在调节铁-硫-磷耦合中的作用；（3）揭示由地质背景驱动的不同铁-硫-磷耦合机制。我们假设地质母岩的差异通过调节活性铁/硫池的规模、有机物输入的特性及其生物可利用性以及微生物功能群落结构，系统性地驱动红树林沉积物中铁-硫-磷耦合机制的区域差异。本研究旨在深化对红树林区域磷循环异质性的理论理解，并为海岸磷风险缓解提供科学支持。
