Водоросли и морские травы генерируют переменное количество стойкого растворённого органического углерода у побережий Японии

Почему подводные растения важны для климата

Во многих районах японского побережья леса водорослей и луга морских трав тихо захватывают углекислый газ из атмосферы и моря и превращают его в органическое вещество. В этом исследовании рассматривается судьба одного невидимого продукта этой биомассы: растворённого органического углерода — богатой углеродом смеси, которая просачивается из тканей растений в морскую воду. Отслеживая, какая часть этого вещества сопротивляется разложению десятилетиями, учёные показывают, что прибрежные растения помогают удерживать углерод в океане на временах, значимых для климата.

Скрытый углерод из водорослей и морских трав

Водоросли и морские травы, вместе именуемые морскими макрофитами, хранят углерод не только в листьях и стеблях. Они постоянно выделяют часть своей продукции в виде растворённого органического углерода, который смешивается с окружающими водами и может переноситься далеко от берега. До настоящего времени учёные имели лишь приблизительные представления о том, какая доля этого растворённого углерода задерживается в океане, а не разлагается быстро. Эта неопределённость затрудняла оценку значимости прибрежной растительности для долговременного накопления углерода, часто называемого голубым углеродом.

Испытания прибрежных вод по всей Японии

Команда провела полевые эксперименты в 18 точках от холодных северных вод до субтропических морей вокруг Японии, работая с более чем двадцатью видами макроводорослей и шестью видами морских трав. Они помещали свежесобранные растения в большие мешки с водой в их естественной среде на несколько часов, чтобы измерить, сколько растворённого углерода они выделяют и насколько они растут за счёт фотосинтеза. В среднем и водоросли, и морские травы выделяли примерно четверть до трети своей суточной продукции в виде растворённого углерода, хотя отдельные виды и места различались в пределах двух порядков величины. Особенно высокие утечки отмечались у красных водорослей и некоторых мелких листовых видов.

Отслеживание растворённого углерода на месяцы и десятилетия

Чтобы выяснить, какая доля этого растворённого углерода сохраняется, учёные затем инкубировали отобранную морскую воду в темноте при постоянной комнатной температуре до 300 дней. Большая часть растворённого углерода исчезала в первые три месяца, но значительная фракция оставалась и разрушалась очень медленно. С помощью математического описания, называемого моделью реактивного континуума, они прогнозировали, сколько останется через 25 и 100 лет. По оценкам, около 25 процентов растворённого углерода, происходящего от морских трав, и 14 процентов от водорослей могли бы сохраняться спустя столетие, то есть вести себя как долговременный резервуар на человеческих временных шкалах.

Что заставляет часть растворённого углерода сохраняться

Исследователи изучали химическую природу этого упрямого углерода, пропуская через воду свет разных цветов и анализируя возникающее свечение — метод, который выявляет широкие типы растворённых соединений. Компоненты с гумусоподобными сигналами, напоминающие тёмные растительные вещества, встречающиеся в почвах и реках, как правило, увеличивались в ходе месячной инкубации и сильно коррелировали с объёмом долгоживущего растворённого углерода. Напротив, белкоподобные компоненты снижались по мере потребления микроорганизмами. Дополнительные тесты, подвергавшие образцы солнечному свету, добавленным питательным веществам и новым микробным сообществам, показали, что даже когда условия благоприятствовали разложению, значительный пул растворённого углерода всё равно сохранялся, что указывает на то, что химическая структура, а не только отсутствие микробов или питательных веществ, затрудняет его разложение.

Последствия для хранения углерода в океане

Комбинируя измеренные скорости выделения с оценками столетней сохранности, команда рассчитала, что в среднем около 4 процентов годичной продукции углерода водорослей и 8 процентов продукции морских трав могут превратиться в долго живущий растворённый углерод. Эти доли сопоставимы с или превышают прежние оценки углерода, сохраняемого в виде оседающих частиц из тех же местообитаний. Проще говоря, подводные леса и луга захватывают углерод не только в своих осадках; они также подпитывают медленно движущийся пул растворённого углерода, который может оставаться в океане десятилетиями, пока течения уносят его. Признание этого скрытого пути укрепляет аргументы в пользу защиты и восстановления зарослей водорослей и лугов морских трав как части широких климатических стратегий, одновременно подчёркивая необходимость лучше отслеживать, как этот долго живущий растворённый углерод перемещается по глобальному океану.

Цитирование: Watanabe, K., Hori, M., Kubo, A. et al. Macroalgal and seagrass species generate variable amounts of recalcitrant dissolved organic carbon in coastal Japan. Commun Earth Environ 7, 456 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03600-1

Ключевые слова: голубой углерод, морские травы, макрофиты, растворённый органический углерод, секвестрация углерода