《Marine Pollution Bulletin》文章:海洋浮游植物生长碳吸收的物种差异

增加海洋碱度(Ocean Alkalinity Enhancement, OAE)作为一种有效增强海洋负排放(从大气中吸收和封存二氧化碳)进而实现碳中和目标的重要途径被广泛接受。OAE对海洋浮游植物群落的影响取决于藻类种群对高pH耐受性,自然条件下海洋pH升高主要由浮游植物光合作用推动。因此,研究浮游植物光合作用造成的低CO2/高pH条件下藻类生长的种间差异,为评估OAE对海洋浮游植物种群影响提供了一个新方法。

生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心和中山大学研究者以20种海洋藻类为研究对象,监测了它们生长到生物量峰值时水体中的DIC、pH和叶绿素a (Chl-a),结果表明存在广泛的种间差异。DIC下降(ΔDIC)与pH增加(ΔpH)的关系符合米氏方程曲线:ΔDIC < ~1000 mM时呈显著线性,在ΔDIC > 1000 mM时趋于平稳。这表明浮游植物生长对DIC的调控有两种机制发挥作用:ΔpH < 1.41时CO2限制和ΔpH > 1.41时碳酸盐沉淀释放的CO2缓解碳限制。具有高碳吸收潜力的藻类种群主要通过利用高pH诱发碳酸盐沉降释放的CO2,缓解其生长的碳限制进而能够耐受OAE。因此,浮游植物在生物量高峰时能否吸收> 1000 mM DIC作为耐受OAE评价工具。

目前,OAE主要通过人为改变浮游植物生长的化学环境来实现,这些方法不可避免会引入干扰因素。本研究利用浮游植物自身生长创造的高pH条件发现了低CO2 / 高pH对浮游植物生长影响的种间差异,为评估OAE对浮游植物群落的生态效应提供了一个新的视角。

《Marine Pollution Bulletin》文章:海洋浮游植物生长碳吸收的物种差异
图1 20种藻类生长生物量高峰时利用溶解无机碳(DIC)的潜能存在种间差异
《Marine Pollution Bulletin》文章:海洋浮游植物生长碳吸收的物种差异
图2 20种藻类生长生物量高峰时pH增加与DIC减少的关系表明存在两种无机碳调控机制

来源:Marine Pollution Bulletin

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