未来气候CO2情景下关键蓝藻聚球藻(Synechococcus)碳分配模式的响应机制及其对水生碳汇的启示

研究人员针对气候变化下浮游植物碳分配调控机制不明确的问题，以模式蓝藻聚球藻(Synechococcus)为研究对象，通过模拟未来气候CO2浓度梯度实验（850 ppm与1370 ppm），揭示了极端CO2条件导致总有机碳(TOC)降低47.05%、胞外溶解有机碳(DOCex)占比翻倍（22.66%→44.32%）的碳分配模式转变，为评估气候变化下水生生物碳泵效率提供了关键数据。

　　

浮游植物在水生碳循环中扮演着关键角色。藻源碳在颗粒有机碳(POC)和溶解有机碳(DOC)之间的分配模式，以及DOC库内部的进一步分馏，直接决定了固定碳的最终去向。然而，气候变化背景下浮游植物碳分配的调控机制仍待深入探索。

最新研究以模式蓝藻聚球藻(Synechococcus)为材料，模拟了三种未来气候CO₂情景下的碳分配响应。有趣的是，当CO₂浓度升至850 ppm时，碳分配模式与当前浓度相比未见显著改变。但在1370 ppm的极端CO₂条件下，培养结束时总有机碳(TOC)浓度骤降47.05%，同时出现胞外DOC(DOC_ex)浓度上升和POC减少的显著变化。特别值得注意的是，DOC_ex在DOC组分中的最终占比从22.66%跃升至44.32%。

这些发现暗示，在极端CO₂条件下，聚球藻通过POC沉降参与生物碳泵(Biological Carbon Pump)对水生碳汇的贡献可能减弱，更多微藻碳将以潜在难降解DOC的形式直接进入表层DOC库。该研究为准确评估未来气候变化背景下聚球藻在水生碳汇中的作用提供了重要理论依据。