新西兰马尔堡贝类养殖区沉积物中碳酸盐的历史基线评估与碳封存机制研究

针对贝类碳酸盐(CaCO3 )沉积记录受人类活动干扰的问题，研究人员通过分析40年贝类养殖区沉积岩芯，揭示养殖活动使壳类沉积速率提升8倍，证实贝类养殖区兼具生态档案保存与海底碳库增强功能，为蓝碳框架纳入无机碳(CaCO3 )提供新依据。

　　

在新西兰风景如画的马尔堡湾，贝类养殖业支撑着数亿纽币的产业，但鲜为人知的是，这些贝类死后留下的碳酸盐外壳，正悄然记录着海洋生态的百年变迁。随着野生贝类种群锐减至历史水平的3%，人类活动对海岸带碳酸盐收支的影响成为亟待破解的科学谜题。传统蓝碳研究聚焦于红树林、海草床等有机碳汇，却往往忽视贝类碳酸盐(CaCO₃
)这一特殊无机碳库——它们虽在形成时释放CO₂
，却在海底沉积层中可能扮演着"时间胶囊"与碳缓冲器的双重角色。

新西兰国家水与大气研究所(NIWA)的Ollie Kerr-Hislop团队在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》发表的研究，创新性地利用沉积岩芯技术，解码了贝类养殖区海底的碳封存密码。研究人员在佩洛鲁斯湾三个具有40年养殖历史的青口贝(Perna canaliculus)农场采集沉积柱样，结合210Pb同位素定年与碳酸盐含量分析，构建了养殖活动前后壳类沉积的时空图谱。通过比较历史野生贝类礁与当代养殖区沉积特征，揭示了人类活动对碳酸盐循环的深远影响。

关键技术方法
研究采用210Pb同位素定年技术建立沉积年代框架，通过X射线衍射(XRD)分析碳酸盐矿物组成，结合元素分析仪测定有机碳(OC)和无机碳(IC)含量。样本来自马尔堡湾三个典型养殖点的沉积岩芯，核心深度达50cm，覆盖前殖民时期至现代沉积层。统计方法包括ANOVA分析组间差异和线性回归模型评估沉积速率。

研究结果

放射性同位素定年剖面
210Pb测年显示沉积速率在3-13 mm/yr之间波动，表层混合层(SML)深度达8-15cm。肯尼普鲁湾站点呈现双层沉积结构：表层高速沉积区(13.1 mm/yr)与深层低速区(2.9 mm/yr)，反映养殖活动对沉积动力的显著影响。

讨论
研究发现养殖区壳类沉积速率较前养殖时期激增8倍，但历史层与现代表层壳体的OC、IC含量差异微小。约70%的沉积碳酸盐源自养殖脱落的青口贝和污损物种地中海贻贝(Mytilus galloprovincialis)。值得注意的是，深层沉积中保存完好的历史壳体证实，即便在沉积物活跃分解带(TAZ)的酸性环境下，贝类壳体仍能跨越世纪保存生态信息。

研究结论与意义
该研究首次量化证实贝类养殖区作为"生态档案馆"的双重价值：既保存历史基线数据，又通过增强海底碳酸盐库存参与碳循环调控。尽管贝类钙化过程伴随CO₂
释放，但沉积后的壳体溶解可能促进CO₂
再吸收，这一发现为完善蓝碳核算框架提供关键证据。研究提出的"养殖区沉积指纹"技术，为海岸带管理提供了重建生态基线、评估碳封存效益的创新工具，对全球正在兴起的贝类养殖碳汇认证具有重要指导意义。