原位深海监测显示：快速的海带降解限制了基于生物质的海洋碳封存潜力并改变了底栖生态系统

为何沉海藻引起科学家关注

在全球寻求减缓气候变化的办法时，一个看似简单的想法受到关注：大量种植海藻，沉入深海，把其中的碳锁存数百年。本文在真实海洋环境中对该想法进行了检验。研究者通过对投入深海底的一批海带进行为期一年的精细观测，提出两个基本问题：海带中的碳究竟能保持多久？当深海生物突然面临一场大餐时，会发生什么？

检验将海藻下沉作为碳储存捷径

海洋已经吸收了人类每年排放约三分之一的二氧化碳，一些研究者希望通过养殖大型海藻如海带来增强这一自然服务。逻辑很直接：海带在近表层生长迅速，通过光合作用从空气中吸收CO2。如果将这些海带沉入深海，其内部的碳可能在数百到数千年内与大气隔绝。但这种承诺依赖一个关键假设——海带在海底大体保持完整，而不会迅速分解并以CO2形式返回大气。迄今为止，大部分证据来自浅层富氧水域或实验室试验，而非那些很可能用于大规模下沉的黑暗低氧深层。

在深海底进行的为期一年的实地实验

为填补这一空白，团队在温哥华岛外海的1255米深处部署了一个定制金属框架——底栖着陆器，位于一个天然低氧区，称为最低含氧带。框架内部的托盘放置了成束的糖海带以及裸露的“对照”表面。通过海底电缆供电并连接的海床摄像机录制了整整一年的高分辨率视频，同时近旁的仪器记录温度、盐度、含氧量和海流。研究者通过追踪每帧图像中海带可见面积的变化，重建生物量消失的速度；并通过辨认视频中超过5000个个体动物，追踪当地群落对这一突发食物脉冲的反应。

快速降解与热闹的深海盛宴

影像显示海带并未久留：超过90%的可见海带在大约100天内消失，几乎全部在一年内消耗殆尽。最快的损失阶段伴随微生物的暴发性增长以及一波掠食者和啃食者——微小的侧足目甲壳类、蠕虫和较大的螃蟹——蜂拥至海带堆中。即便是在悬离海底的托盘中，减少了与沉积物微生物接触，海带的分解速率也相近，强调了在低氧条件下当地生物群落对这一新食源的高效利用。研究者推断，大部分海带碳被迅速转化为溶解性和颗粒性形式并通过呼吸重新回到CO2，仅有一小部分可能进入沉积物或深层水体等较长期的碳库。

深海邻域被重塑

实验还表明，沉海带不仅是碳问题——它也是生态系统问题。海带托盘吸引的动物远多于附近的对照区，尤其是小型拾食性甲壳类。随着时间推移，覆盖海带表面的物种组合逐渐与裸露表面分化，某些差异在海带视觉上消失后仍持续存在。在分解海带的表面及其周围出现了纤薄的白色斑块，被解释为利用硫的细菌垫，这暗示局部出现了耗氧并产生更极端化学条件的小范围区域。尽管该地点的整体深水含氧水平保持稳定，研究表明集中沉积的海带可在局部产生强烈活动点、改变的化学环境和转变的食物网。

这对用海带抗击气候变化意味着什么

对非专业读者来说，结论很清楚：在这一太平洋深海实测场景中，用于碳储存的沉海带并未长期保留。生物量在几个月内消失，这意味着其碳的长期命运比其腐烂速度更受海洋环流如何将产生的CO2在深海中输送并最终返回表层的影响。同时，即便是适度的海带输入也重塑了当地群落，并可能形成小范围的低氧和异常化学条件区。作者得出结论：在类似的开阔海域环境中，大规模下沉海藻不太可能提供一种简单且无风险的碳储存方式。任何认真采用此方法的尝试都需进行谨慎的、具有地点特异性的监测与建模——不仅为了量化碳汇，也为了防范对深海生态系统产生意想不到的损害。

引用: Bauer, K.W., Correa, P.V.F., Lupin, A. et al. In-situ deep ocean monitoring reveals rapid kelp degradation limits marine biomass-based carbon sequestration potential and alters benthic ecosystems. Commun Earth Environ 7, 367 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03342-0

关键词: 海带碳封存, 深海生态系统, 海洋二氧化碳去除, 最低含氧带, 生物质降解