人为因素导致沉积物碳库的失衡，威胁着温带海草草地的长期气候缓解潜力

《CATENA》：Anthropogenic destabilization of sediment carbon pools threatens the long-term climate mitigation potential of temperate seagrass meadows

本研究通过营养盐富集和物理扰动实验，揭示了红树林（Zostera marina）凋落物分解及沉积碳库的响应机制。结果表明，营养盐输入显著加速凋落物分解并降低沉积碳储量，而物理扰动通过暴露氧气环境进一步促进分解，二者均导致蓝碳汇能力下降，强调需加强红树林保护以应对气候变化和人类活动压力。

　　在人类活动日益加剧的背景下，海草床生态系统面临着前所未有的挑战。这些挑战主要包括营养物质过量输入和物理扰动，它们对海草床的碳储存能力构成了重大威胁。海草床作为重要的“蓝碳”生态系统，其碳储存潜力在全球气候变化应对中扮演着关键角色。然而，由于人类活动和气候变化的双重压力，这些生态系统正在经历显著的退化，导致其碳储存功能的减弱。

研究发现，海草床中的有机碳储存主要分为地上和地下两部分。地上部分包括海草的叶绿体和植物残体，而地下部分则涉及沉积物中的有机碳含量、根系和根茎等地下生物量，以及被埋藏的植物残体。在这些生态系统中，地下有机碳的稳定性直接决定了其作为蓝碳汇的能力。然而，随着人类活动的增加，海草床的覆盖面积正在迅速减少，这种减少不仅影响了海草的生长，还可能加剧沉积物中有机碳的流失。

营养物质过量输入是导致海草床碳损失的重要因素之一。研究结果显示，增加的营养物质显著加快了海草叶和根茎残体的分解速度，导致残体质量减少，以及沉积物中有机碳的积累和储存量下降。这一现象的主要驱动因素包括微生物的活性增加和细菌群落结构的变化。在高营养物质条件下，微生物的胞外酶活性显著提升，这不仅促进了有机碳的分解，还加速了碳的矿化过程，从而降低了沉积物中长期储存的碳含量。这种变化表明，营养物质的增加可能削弱海草床作为蓝碳汇的潜力，进而影响其在全球碳循环中的作用。

物理扰动同样对海草床的碳储存功能产生了重要影响。例如，挖掘和蛤蜊采集等人类活动会将埋藏的有机物质暴露于氧化条件，从而加速其分解过程。尽管这些活动可能在短期内对沉积物中的有机碳储量造成影响，但在研究中并未观察到显著的有机碳损失，这可能与扰动的频率和强度有关。然而，即使在没有显著碳损失的情况下，这些扰动仍然可能对沉积物中有机碳的长期稳定性构成潜在威胁。这提示我们，即便在轻度扰动条件下，海草床的碳储存功能也可能受到削弱，从而影响其在全球碳循环中的作用。

此外，海草床的碳储量与其微生物群落和酶活性密切相关。研究发现，营养物质的增加不仅改变了微生物的组成，还促进了某些快速生长的细菌群落的形成，这些细菌能够迅速代谢易分解的有机物质，并利用氧化过程中产生的中间产物，进一步加速有机碳的矿化过程。这种变化可能导致沉积物中原本稳定的有机碳储量逐渐减少，从而削弱海草床作为碳汇的能力。相比之下，自然条件下，某些严格厌氧的细菌群落则在有机碳的矿化过程中发挥重要作用，它们通过硫酸盐还原和复杂多糖的厌氧发酵，促进了难分解有机物质的转化。

研究还指出，物理扰动可能对海草床的碳储量产生更为复杂的影响。虽然短期扰动并未导致显著的碳损失，但长期或大规模的扰动可能对沉积物中的碳储存构成重大威胁。例如，深层扰动或持续时间较长的活动可能会导致有机碳的大量流失，而浅层扰动则可能对碳储量的影响较小。因此，为了有效保护海草床的碳汇功能，需要对扰动的类型、持续时间和强度进行综合考虑，并制定相应的管理措施。

海草床的碳储存功能不仅受到营养物质和物理扰动的影响，还与沉积物的理化特性密切相关。研究发现，沉积物的有机碳含量、密度和稳定性在不同处理条件下存在显著差异。这些差异可能反映了不同处理对沉积物中有机碳储存的长期影响。此外，沉积物中的微生物群落和酶活性的变化也表明，这些生物过程在碳循环中扮演着重要角色。因此，为了更好地理解和保护海草床的碳储存功能，需要综合考虑这些因素，并通过长期的监测和研究来评估其对气候变化的潜在影响。

综上所述，海草床作为重要的蓝碳生态系统，其碳储存功能受到多种人类活动和自然因素的影响。研究揭示了营养物质过量输入和物理扰动对海草床碳储存的双重作用，强调了保护这些生态系统的重要性。通过加强对海草床的保护和恢复，可以有效维持其作为碳汇的功能，为全球气候变化的缓解提供支持。未来的研究应进一步关注这些生态系统在不同扰动条件下的长期响应，以制定更加科学和有效的保护策略。