近日，中國科學院南海海洋研究所黃小平研究團隊在南海海草床的碳儲能力及變化機制的研究獲得新認知。相關成果“Improving carbon budgets by accounting for inorganic carbon in seagrass ecosystems”發表在生態學領域頂級期刊Global Change Biology上（博士生任玉正為第一作者，副研究員劉松林和研究員黃小平為共同通訊作者），以及“Nutrient loading accelerates breakdown of refractory dissolved organic carbon in seagrass ecosystem waters”發表在環境科學領域頂級期刊Water Research上（副研究員張霞和副研究員劉松林為論文共同第一作者，研究員黃小平為通訊作者）。
海草床是重要的藍碳生態系統，盡管其分布面積小于海洋面積的0.2%，但其對海洋有機碳埋藏的貢獻卻超過10%，對調節全球氣候變化具有重要作用。海草床有機碳是貢獻碳儲的關鍵，但海草床無機碳的原位生產會導致CO2的釋放從而抵消其有機碳存儲，但目前關于海草床無機碳的生產會抵消多少有機碳存儲，在國際上仍有巨大爭議。同時，海草床有機碳中的惰性組分是其有機碳存儲穩定性的重要表征，但會受到營養負荷等人類活動的影響，營養負荷對海草床有機碳穩定性的影響機制，仍缺乏深入認知。因此，厘清海草床無機碳對有機碳存儲的影響，并揭示有機碳存儲穩定性對營養負荷的響應，可為準確評估海草床碳儲能力，以及海草床有機碳的長期儲存的變化機理提供科學依據。
以我國南海近岸海草床為研究對象，通過大范圍調查研究，南海近岸海草床沉積物無機碳儲量為1.53~203.17 Mg C ha-1，其儲量主要受到海草生物量和底質類型的調控。利用無機碳的碳-氧同位素技術探究其無機碳的來源，研究發現受陸地徑流影響的海草床其無機碳幾乎全部來自于陸源輸入，而主要受海水控制的大部分海草床多來源于鄰近珊瑚礁生態系統的輸入。利用貝葉斯模型計算其外源輸入貢獻，發現約70~100%的海草床沉積物無機碳通過陸源或臨近的珊瑚礁生態系統輸入（圖1）。這表明海草床僅有較少部分沉積物無機碳在原位生產，對有機碳存儲能力的影響有限，該成果為準確評估全球海草床碳儲能力提供了重要的技術方法。
利用近1年的連續室內模擬實驗，探究營養負荷對南海海草床溶解有機碳存儲能力的影響。研究發現，營養負荷通過促進細菌中海洋球菌屬（Oceanococcus）和磁螺旋菌屬（Magnetospira），以及真菌的金黃擔子菌屬（Aureobasidium）和外瓶霉屬（Exophiala）的等K-選擇微生物的豐度，促進了海水中芳香類腐殖質的轉化，使南海海草床水體中惰性溶解有機碳含量下降了15~27%（圖2）。通過估算，營養負荷可導致南海海草床溶解有機碳的儲量下降了16~51 Mg yr-1。該研究表明營養負荷會顯著降低海草床溶解有機碳存儲的穩定性，這對海草床溶解有機碳存儲穩定性的變化機制形成了新的認知，并為海草床保護與管理提供了重要的科學依據。
該研究主要得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、廣東省科技計劃項目、中國科學院青年創新促進會項目，以及海南省科技專項資助等的資助。
圖1?南海海草床無機碳的來源貢獻概念圖
圖2?營養負荷對海草床有機碳組分影響的概念圖
相關論文信息：Yuzheng Ren,Songlin Liu*,Jiening Liang,Anirban Akhand,Hongxue Luo,Zhijian Jiang,Yunchao Wu,Xiaoping Huang*,Peter I. Macreadie. Improving carbon budgets by accounting for inorganic carbon in seagrass ecosystems. Global Change Biology,2025,31: e70060.
Xia Zhang+,Songlin Liu+,Yunchao Wu,Hongxue Luo,Yuzheng Ren,Jiening Liang,Xiaoping Huang*,Peter I. Macreadie. Nutrient loading accelerates breakdown of refractory dissolved organic carbon in seagrass ecosystem waters. Water Research,2025,273,123017.
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.70060
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