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      近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗黃小平團隊在熱帶海草床的碳匯過(guò)程與機制研究獲得新認知。相關(guān)成果“Nitrogen enrichment decreases seagrass contributions to refractory organic matter pools”發(fā)表在Limnology & Oceanography上（博士生羅紅雪為第一作者，研究員黃小平和副研究員劉松林為共同通訊作者），以及“Temporal and spatial variations of air-sea CO₂ fluxes and their key influence factors in seagrass meadows of Hainan Island, South China Sea”和“Changes in surface sediment carbon compositions in response to tropical seagrass meadow restoration”發(fā)表在Science of the Total Environment上（副研究員劉松林為論文第一作者，研究員黃小平為通訊作者）。

　　海草床是重要的藍碳生態(tài)系統，盡管其分布面積小于海洋面積的0.2%，但其對海洋有機碳埋藏的貢獻卻超過(guò)10%，具有巨大的碳匯潛力，對調節全球氣候變化具有重要作用。海草床存儲的碳主要分為內源碳和外源碳，且受到富營(yíng)養化等人類(lèi)活動(dòng)的影響，但目前對于海草床的碳匯過(guò)程與機制，仍缺乏系統認知。因此，研究人類(lèi)活動(dòng)影響背景下，熱帶海草床的海-氣碳交換過(guò)程，富營(yíng)養化對海草床碳存儲穩定的影響機制，以及海草床碳增匯過(guò)程與機理，有助于深入認知海草床的碳匯過(guò)程與機制，可為海草床碳的長(cháng)期儲存及增匯途徑提供科學(xué)依據。 

　　以熱帶海草床為研究對象，利用CO₂分壓差法對其海-氣CO₂通量進(jìn)行觀(guān)測，發(fā)現夏季為大氣CO₂的源，其他季節熱帶海草床均呈現CO₂凈吸收。除溫度、風(fēng)速的影響，人類(lèi)活動(dòng)引起的富營(yíng)養化導致海草生物量的降低，顯著(zhù)降低了海草床對大氣CO₂的吸收能力（圖1）。該研究闡釋了熱帶海草床是大氣CO₂的重要的匯，海草生物量是控制其海-氣CO₂通量的關(guān)鍵。 

　　以典型熱帶海草泰來(lái)草（Thalassia hemprichii）為研究對象，探索其植株有機碳組分對富營(yíng)養化的響應規律。研究發(fā)現，富營(yíng)養化通過(guò)影響海草植株的碳分配過(guò)程，降低海草植株中活性有機碳，以及纖維素與木質(zhì)素等惰性有機碳的含量。葉片氮含量（富營(yíng)養化的指示）為2.2%時(shí)，海草植株惰性有機碳含量達到峰值，并隨著(zhù)氮含量的上升迅速下降（圖2）。通過(guò)估算，富營(yíng)養化可導致熱帶海草植株惰性有機質(zhì)的含量下降309-645 kg/ha。該研究首次揭示了富營(yíng)養化會(huì )降低海草植株的惰性碳含量，從而減少其植株對海草床長(cháng)期碳存儲的貢獻。 

　　利用典型的熱帶海草泰來(lái)草和海菖蒲（Enhalus acoroides）探索海草床沉積物的碳增匯過(guò)程。研究發(fā)現，短期的海草移植修復（2年），通過(guò)減緩水流及提供藻類(lèi)棲息環(huán)境，增加了懸浮顆粒有機質(zhì)、附生藻類(lèi)和大型藻類(lèi)向沉積物的輸入，快速提高表層沉積物有機碳含量。由于海菖蒲比泰來(lái)草具有更高和更復雜的冠層結構，海菖蒲移植區域所提升的碳儲量顯著(zhù)高于泰來(lái)草移植區域（圖3）。該研究對海草床沉積物碳儲量的提升機制形成了新的認知，并為未來(lái)開(kāi)展大規模熱帶海草床的碳增匯提供了重要的科技支撐。 

　　該研究主要得到了國家自然科學(xué)基金項目（U1901221）和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目（2023359）等的資助。 

　　圖1 熱帶海草床對大氣CO₂的吸收能力的概念圖 

　　圖2 富營(yíng)養化對海草植株有機碳組分影響的概念圖 

　　圖3 熱帶海草移植對于碳匯能力提升的影響過(guò)程概念圖 

　　相關(guān)論文信息： 

　　Hongxue Luo, Songlin Liu*, Stacey M. Trevathan-Tackett, Yuzheng Ren, Jiening Liang, Jinlong Li, Zhijian Jiang, Yunchao Wu, Xiaoping Huang*. Nitrogen enrichment decreases seagrass contributions to refractory organic matter pools. Limnology and Oceanography, 2024. 9999, 1-13. 

　　https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lno.12490 

　　Songlin Liu, Jiening Liang, Zhijian Jiang, Jinlong Li, Yunchao Wu, Yang Fang, Yuzheng Ren, Xia Zhang, Xiaoping Huang*, Peter I. Macreadie. Temporal and spatial variations of air-sea CO₂ fluxes and their key influence factors in seagrass meadows of Hainan Island, South China Sea. Science of the Total Environment, 2024, 910, 168684. 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723073126?via%3Dihub 

　　Songlin Liu⁺, Yuzheng Ren⁺, Zhijian Jiang, Hongxue Luo, Xia Zhang, Yunchao Wu, Jiening Liang, Xiaoping Huang*, Peter I. Macreadie. Changes in surface sediment carbon compositions in response to tropical seagrass meadow restoration. Science of the Total Environment, 2023, 903, 166565. 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723051902?via%3Dihub