青岛能源所揭示大藻与微生物作用下养殖环境CO2源/汇和环境效应

      基于近海大藻养殖来增加海洋碳汇是具有前景的海洋负排放措施。大型海藻有机碳的相当一部分能以沉积埋藏、深远海输送和转化形成惰性有机碳等形式贡献长久碳汇。该过程也伴随着有机碳在微生物矿化和呼吸作用下向无机碳的转化，影响海水碳酸盐系统和CO₂源/汇效应（注：CO₂汇≠碳汇，前者为海气界面动态变化的过程参数，后者有长时间尺度碳封存的内涵）。实际上，大藻养殖环境CO₂源/汇的动态变化很大程度上受控于大藻和微生物的共同作用。由于生长旺盛期的大藻光合固碳能力强，以往普遍认为大藻养殖环境为CO₂汇，并能有效改善水质，例如增加海水溶氧和减缓酸化。然而大藻在不同生长时期的代谢能力差异显著，在大藻和微生物共同作用下大藻养殖环境有时可能是CO₂源而非汇，甚至可能造成负面的环境效应，但目前对此了解甚少。

近期，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员张永雨团队基于对山东近海海带养殖区开展多年调查，结合海带中尺度原位围隔实验，发现快速生长期（1-4月）海带的养殖环境表现为CO₂汇，海水溶氧增加，海水pH也有所提升；然而到生长末期（5月下旬-7月），海带养殖环境转变为CO₂源，海水也呈现酸化趋势，溶氧下降。生长后期的海带可快速导致海水酸化和脱氧，并使周围海水变为CO₂源。其主要原因在于生长后期海带的光合固碳能力减弱，有机碳胞外释放大幅增多，促进周围微生物对水体有机碳的矿化呼吸作用，微生物驱动有机碳向无机碳的转化和CO₂释放最终超过了大藻的CO₂吸收。该研究对近海大藻养殖环境碳汇效应全面评估和大藻养殖科学管理具有重要参考意义。

相关研究成果在线发表于《农业、生态系统与环境》（Agriculture, Ecosystems & Environment）。相关研究工作得到国家基金委-山东省联合基金重点项目、科技部重点研发专项和山东能源研究院创新基金等项目的支持。

消息来源：中国科学院官网