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为探究海草床碳汇功能对人类活动威胁的响应，研究人员基于 InVEST 模型，模拟巴哈马浅滩海草在 1% 年流失（BAU）与恢复至 30 年前范围情景下 100 年的沉积物有机碳（SOC）积累。发现恢复情景 SOC 积累显著高于 BAU，揭示海草修复对国家 NDCs 的贡献潜力。
海草床作为重要的蓝碳生态系统，在全球碳循环中扮演着关键角色。然而，近年来人类活动如沿海开发、旅游和污染等，导致全球海草面积以年均 1.5%-7% 的速度锐减。海草的流失不仅会释放大量储存于沉积物中的有机碳（SOC），还可能使这些生态系统从碳汇转变为碳源。目前，全球已有至少 5 个国家将海草纳入国家自主贡献（NDCs）框架，但关于海草碳积累的动态过程及其在修复情景下的潜力仍缺乏深入研究。特别是世界最大的海草床 —— 巴哈马浅滩海草生态系统，其碳汇功能对气候变化的响应机制尚不明确，制约了其在气候减缓策略中的有效应用。
为填补这一研究空白，来自 Beneath The Waves、沙特阿卜杜拉国王科技大学等机构的研究人员，针对巴哈马浅滩海草床开展了长期碳动态模拟研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为理解海草生态系统的碳汇潜力及制定可持续的气候政策提供了重要科学依据。
研究人员主要采用 InVEST 海岸蓝碳模型（Coastal Blue Carbon Model），结合海草分布遥感地图和沉积物岩芯测量数据，设置了两种情景：（1） business-as-usual（BAU）情景，即海草面积以每年 1% 的速度持续流失；（2）恢复情景，目标是在 2120 年前将海草面积恢复至 30 年前的水平，以符合昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架的目标。研究中还考虑了保守和高估两种初始海草覆盖范围，以评估模型的不确定性。
沉积物有机碳积累动态
在 BAU 情景下，尽管海草面积持续减少，但剩余海草的 SOC 积累量在 2070 年和 2120 年仍保持正值，不过下限值出现负值，表明当流失率加速至 1.5% 时可能出现净碳损失。保守和高估初始覆盖情景下，2120 年总 SOC 积累量分别为 90.6 Mt CO? eq 和 155.4 Mt CO? eq，其中自源碳（autochthonous SOC）分别占 24.0 Mt CO? eq 和 41.2 Mt CO? eq。
恢复情景下的 SOC 积累显著高于 BAU 情景。保守和高估初始覆盖情景下，2120 年总 SOC 积累量分别达 703.7 Mt CO? eq 和 1058.2 Mt CO? eq，是 BAU 情景的 6.8-7.6 倍。自源碳额外积累量分别为 161.9 Mt CO? eq 和 239.2 Mt CO? eq，与巴哈马年均温室气体排放量相当。
关键驱动因素与不确定性
海草流失和恢复的时间点对碳积累影响显著。早期恢复的海草在 2120 年可积累相当于未受干扰海草 89% 的 SOC，表明及时修复能有效提升碳汇功能。而 BAU 情景下，海草面积在 2080 年后流失速度减缓，但至 2120 年仍损失 34,300-57,100 km2，导致碳积累的不确定性增加。
研究存在的不确定性包括碳积累速率（CARs）的物种差异、沉积物再矿化速率的估算以及气候变化对海草生理的潜在影响。例如，热带大西洋地区海草的温度胁迫阈值接近当前升温速率，可能影响其碳吸收能力。此外，模型未考虑空间异质性和 “临界点” 效应，可能导致对实际碳动态的低估。
对气候政策的启示
该研究表明，海草修复可作为自然气候解决方案（NCS）的重要组成部分，其自源碳积累潜力与巴哈马国家温室气体减排目标高度契合。若将海草碳汇纳入 NDCs，恢复情景下的额外碳积累可抵消该国年均排放的 2.7 Mt CO? eq，助力实现碳中和目标。然而，海草修复的高成本（如移植法成本达 29.75 美元 / 公顷）对小岛屿发展中国家（SIDS）构成挑战，需借助国际碳信用机制或生态服务付费（PES）等途径支持。
研究还强调，蓝碳生态系统的保护与修复不能替代全球减排，但其在局部尺度上的碳汇功能对增强生态系统韧性、缓冲海洋酸化和支持生物多样性具有多重效益。未来需进一步整合高分辨率空间数据和长期监测，以提升碳核算的准确性，推动海草碳汇在气候政策中的实际应用。
综上所述，这项研究通过情景模拟揭示了海草床碳动态的关键驱动因素，证实了生态修复在增强碳汇中的显著作用，为全球蓝碳管理和国家气候政策制定提供了可操作的科学依据。尤其是对巴哈马等依赖海洋生态系统的岛国而言，保护和恢复海草床不仅是应对气候变化的有效策略，也是实现可持续发展目标的重要路径。
