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青岛能源所揭示大型海藻惰性颗粒有机碳形式的碳汇效应
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分类:  创建于:2023-11-27 被查看:1022次
  大型海藻具有高效的光合固碳能力和碳汇效应。当前国际上已将发展大型海藻碳汇认定为减缓气候变化和实现碳中和目标的最有潜力的路径之一。以往人们对大藻碳汇的认识主要是指大藻产生的碎屑和大颗粒碳在沉积物中的长期埋藏或输送到深海,以及大藻直接或间接释放惰性溶解有机碳(RDOC),从而可在百年到千年尺度上被封存于海洋,实现碳汇效应。除此之外,大型海藻生长过程中可将其净初级生产力的>50%以小颗粒有机碳(POC)形式向水体释放,然而目前尚不清楚这些释放的POC最终有多大量和以何种形式可在海洋中行使碳汇功能,使得目前对大型海藻碳汇量的核算暂未将这部分POC的碳汇贡献考虑在内。 

  近期青岛能源所张永雨研究员带领的海洋碳汇与能源微生物研究组通过开展针对大藻(以浒苔为例)POC贡献的近海航次调查,结合大藻室内模拟培养与藻源POC光降解和微生物降解实验,揭示了大型海藻释放的POC的最终潜在归宿和碳汇效应。研究发现浒苔生长过程中向水体释放大量POC,使海水(尤其是表层以下)POC浓度大幅提升。这些释放的POC进而会遭受微生物降解和光降解的双重移除效应。研究表明这些POC的78%生物可利用活性程度高,易被微生物快速降解,留下约22%为生物惰性的POC。生物可利用活性高的POC在微生物降解过程中产生的大部分DOC被再矿化为无机碳而重返大气,但同时一部分被转化为生物惰性DOC。经长期微生物降解后,大型海藻释放的POC中约36%能以生物惰性强的POC和DOC两种形式在海水中稳定留存。然而光暴露条件下,生物惰性POC对光降解的敏感性远高于(10倍以上)生物惰性DOC,分别导致了其14%和1%的移除率。最终,大藻释放的POC中约36%以惰性POC和RDOC两种形式稳定地留存于海水中,发挥重要的碳汇贡献。该研究对大型海藻碳汇量的科学评估和碳汇核算标准体系的建立具有重要参考意义。 

  相关研究成果近日发表于环境领域TOP期刊Environmental Science & Technology,李鸿妹副研究员为论文第一作者,通讯作者为张永雨研究员。本研究获得了国家基金委-山东省联合基金重点项目、国家重点研发课题、山能院创新基金和中科院青促会等项目的支持 (文/图 李鸿妹 冯秀婷)。 

  原文连接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c04959 

  Li H M, Feng X T, Xiong T Q, Shao W, Wu W C, Zhang Y Y*. Particulate organic carbon released during macroalgal growth has significant carbon sequestration potential in the ocean. Environmental Science & Technology. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c04959. 

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