营养富集提升亚热带海草床的蓝碳潜力:机制解析与保护启示

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Global Change Biology 12

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  这篇研究通过九年营养富集实验,揭示了不同氮(N)、磷(P)来源及比例对亚热带海草床碳(C)埋藏机制的影响。研究发现,营养富集虽降低地下生物量,但显著提升碳生产与周转率(尤其地下部分),并通过海草叶片高度和植株密度等简易指标预测碳输入潜力,为基于自然的气候解决方案(NBS)优先保护提供科学依据。

  

营养富集对海草碳动态的调控机制

通过长期人工礁实验系统,研究团队发现营养富集显著改变海草(Thalassia testudinum)的生物量分配模式:地上生物量增加(叶片生长速率提升37%),而地下生物量(根茎与根系)减少21%。值得注意的是,碳生产量(g C m-2 d-1)在营养添加条件下增长达1.8倍,且地下碳周转率(生产量/生物量)呈现超线性响应,暗示地下碳输入沉积物的通量可能增强。

营养供给模式的关键作用

与传统资源比例理论相悖,供给速率(而非N:P比)主导海草响应。磷(P)供给量解释75%的地上生产力变异,而高氮(N)环境使限制因子从P转向N。结构性方程模型(SEM)显示,背景营养下根系%P与叶片生物量正相关(β=0.42),但在富营养化条件下被叶片%N(β=0.61)取代,反映海草对营养环境的可塑性适应。

碳埋藏潜力的简易评估指标

叶片高度与植株密度可解释62%的总碳周转变异:每增加10 cm叶片高度,地下碳周转率提升0.15 d-1;而植株密度每增加50 shoots/m2则降低周转率0.08 d-1。这种"高而疏"的形态特征组合,为现场快速评估碳埋藏潜力提供了实用工具。

管理启示与未解之谜

在未引发藻华的光照充足海域,适度营养输入可能通过提升初级生产增强碳汇功能。但需警惕沉积物微生物活性可能抵消碳增益——实验显示地下碳库减少12%,暗示需结合无机碳通量研究。该成果为海岸带"蓝碳"保护提供新视角:在控制富营养化阈值前提下,恢复鱼类群落或可成为提升海草碳汇的协同策略。

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