近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所研究員黃小平團(tuán)隊(duì)在熱帶海草床的碳匯過(guò)程與機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《湖沼與海洋》和《整體環(huán)境科學(xué)》。

 

海草床是重要的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)，盡管其分布面積小于海洋面積的0.2%，但其對(duì)海洋有機(jī)碳埋藏的貢獻(xiàn)卻超過(guò)10%，具有巨大的碳匯潛力。海草床存儲(chǔ)的碳主要分為內(nèi)源碳和外源碳，且受到富營(yíng)養(yǎng)化等人類活動(dòng)的影響，但目前對(duì)于海草床的碳匯過(guò)程與機(jī)制，仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。因此，研究人類活動(dòng)影響背景下，熱帶海草床的海-氣碳交換過(guò)程，富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)海草床碳存儲(chǔ)穩(wěn)定的影響機(jī)制，以及海草床碳增匯過(guò)程與機(jī)理，有助于深入認(rèn)知海草床的碳匯過(guò)程與機(jī)制。

 

研究人員以熱帶海草床為研究對(duì)象，利用CO2分壓差法對(duì)其海-氣CO2通量進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)夏季為大氣CO2的源，其他季節(jié)熱帶海草床均呈現(xiàn)CO2凈吸收。除溫度、風(fēng)速的影響，人類活動(dòng)引起的富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致海草生物量的降低，顯著降低了海草床對(duì)大氣CO2的吸收能力。該研究闡釋了熱帶海草床是大氣CO2的重要的匯，海草生物量是控制其海-氣CO2通量的關(guān)鍵。

 

研究人員以典型熱帶海草泰來(lái)草為研究對(duì)象，首次揭示了富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)降低海草植株的惰性碳含量，從而減少其植株對(duì)海草床長(zhǎng)期碳存儲(chǔ)的貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，富營(yíng)養(yǎng)化通過(guò)影響海草植株的碳分配過(guò)程，降低海草植株中活性有機(jī)碳，以及纖維素與木質(zhì)素等惰性有機(jī)碳的含量。葉片氮含量（富營(yíng)養(yǎng)化的指示）為2.2%時(shí)，海草植株惰性有機(jī)碳含量達(dá)到峰值，并隨著氮含量的上升迅速下降。通過(guò)估算，富營(yíng)養(yǎng)化可導(dǎo)致熱帶海草植株惰性有機(jī)質(zhì)的含量下降309～645kg/ha。

 

研究人員還利用典型的熱帶海草泰來(lái)草和海菖蒲探索海草床沉積物的碳增匯過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，短期的海草移植修復(fù)（2年），通過(guò)減緩水流及提供藻類棲息環(huán)境，增加了懸浮顆粒有機(jī)質(zhì)、附生藻類和大型藻類向沉積物的輸入，快速提高表層沉積物有機(jī)碳含量。由于海菖蒲比泰來(lái)草具有更高和更復(fù)雜的冠層結(jié)構(gòu)，海菖蒲移植區(qū)域所提升的碳儲(chǔ)量顯著高于泰來(lái)草移植區(qū)域。該研究對(duì)海草床沉積物碳儲(chǔ)量的提升機(jī)制形成了新的認(rèn)知，并為未來(lái)開展大規(guī)模熱帶海草床的碳增匯提供了重要的科技支撐。