黄海两种温带大叶藻海草草甸碳储量研究:解锁蓝碳奥秘,探寻生态关键密码

【字体: 时间:2025年04月28日 来源:CATENA 5.4

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  为探究海草草甸碳储存效率的控制因素及碳源,研究人员对黄海两种地貌相似但沉积物类型和海草种类组成不同的海草草甸开展研究。结果表明,沉积物泥含量对碳储量影响更大,海草草甸碳源主要是浮游植物。该研究有助于深入理解海草草甸碳汇机制。

  在地球的生态系统中,海洋一直扮演着极为重要的角色,尤其是在全球气候变化的大背景下,海洋作为碳汇的功能备受关注。海草草甸,作为蓝色碳生态系统的关键组成部分,能够在缺氧的沉积物中高效储存碳,其碳储存能力对全球碳循环有着不可忽视的影响。然而,目前科学界对于海草草甸碳储存效率的控制因素以及碳源的认识还存在诸多空白。尽管此前已有不少研究针对海草草甸的碳储量展开,但仍未能清晰地揭示影响碳储量的主要驱动因素,这就像在黑暗中摸索,急需一道光来照亮前行的道路。因此,开展进一步的研究,深入了解海草草甸的碳储存机制显得尤为迫切。
为了填补这些知识空白,来自国内的研究人员积极行动起来。他们聚焦于黄海的两种温带大叶藻海草草甸,这两种海草草甸有着相似的地貌特征,但在沉积物类型和海草种类组成上却有所不同,分别为大叶藻(Zostera marina)和日本大叶藻(Z. japonica)。研究人员希望通过对这两种海草草甸的研究,解开碳储存的奥秘。最终,他们取得了一系列重要的研究成果,这些成果对于深入理解海草草甸的碳汇机制,以及在全球气候变化背景下更好地保护和管理海洋生态系统具有重要意义,相关论文发表在《CATENA》上。

在研究过程中,研究人员主要采用了以下关键技术方法:采集约一米长的沉积物岩芯,以此来评估碳储量和组成;通过分析沉积物的干容重(Dry Bulk Density,DBD)、泥含量等特征,探究沉积物特性对碳储量的影响;对不同区域海草的生物量等数据进行调查,研究海草种类和分布模式与碳储量的关系。

研究结果如下:

  • 研究地点:研究在青岛的汇泉湾(HQB)和青岛湾(QDB)展开,这两个相邻海湾气候条件相似,但 HQB 营养水平较高,QDB 的大叶藻(Z. marina)植株更大。2020 年调查显示,QDB 海草覆盖面积为 1.90 公顷。
  • 沉积物特征:HQB 的干容重(DBD)范围是 0.73 - 1.71 g cm?3,QDB 为 1.16 - 2.26 g cm?3,QDB 总体更高且无海草覆盖区域更高,而 HQB 不同区域无显著差异,两地沉积物泥含量差异显著。
  • 海草对沉积物碳储量的影响:研究区域存在 QDB 单一大叶藻(Z. marina)和 HQB 大叶藻(Z. marina)与日本大叶藻(Z. japonica)混合两种分布模式。历史记录显示 QDB 的大叶藻(Z. marina)生物量更高,意味着其植被碳储量更高,且日本大叶藻(Z. japonica)草甸的植被碳储量低于大叶藻(Z. marina)草甸。
  • 碳源分析:研究发现,海湾中海草草甸埋藏的碳主要来源于浮游植物,而非海草自身。并且,有海草覆盖的沉积物中浮游植物的贡献比裸露沉积物更高。
  • 碳储量估算问题:研究表明,在海草分布区域,短沉积物岩芯可能高估碳储量,而在裸露沉积物中则可能低估。
  • 无机碳的重要性:研究强调了温带日本大叶藻(Z. japonica)草甸中无机碳的重要比例,突出了分析这些生态系统中无机碳含量的重要性。

综合研究结果和讨论部分,此次研究揭示了海草草甸生态系统中碳储存效率的复杂性和动态性。研究发现物种多样性、沉积物特征和空间差异之间存在着关键的相互作用,明确了活体海草在碳捕获中发挥着主要作用,其主要通过有效捕获外来颗粒物质来实现碳固存。这一研究成果为后续深入研究海草草甸碳汇机制提供了重要的基础数据和理论依据,有助于推动海洋生态系统保护和管理政策的制定,在全球气候变化的大背景下,对维持海洋生态平衡和碳循环稳定具有重要意义。

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