温度驱动的难降解溶解有机碳减少削弱沿海大型植被的蓝碳储存潜力

为什么沿海植物草甸对气候重要

在许多海岸线，海草和海藻组成的水下草甸默默地从大气和海洋中吸收二氧化碳，帮助减缓气候变化。人们多关注这些植物埋藏在沉积物中的碳，即所谓的蓝碳。这项研究表明，一个常被忽视的途径——溶解到海水中并在水中持续数月或更久的碳——可能同样重要，而且海水变暖正在削弱这一隐蔽的气候服务功能。

更仔细地看海中看不见的碳

当海洋植物生长时，它们并不会保留所捕获的全部碳。其中一部分以溶解有机碳的形式泄出，成为海水中由富含碳的分子组成的不可见混合物。其中一些溶解碳是“易降解”的，意味着微生物会迅速消耗它并将其以二氧化碳的形式返回大气。另一部分是“难降解”的：它抵抗快速分解，可以在海洋中停留数月、数年甚至更久，实质上将碳从大气中隔离出去。直到最近，科学家们对沿海植物草甸贡献了多少这类更持久的碳，以及上升的温度如何改变短寿命与长寿命形式之间的比例知之甚少。

测试变暖与入侵者的影响

研究人员建造了大型水槽系统，模拟来自西班牙南部的浅海沿岸栖息地，在那里三种本地物种——两种海草和一种绿藻——形成混合植被。他们还包括了一种正在通过变暖的地中海和大西洋水域扩散的热带入侵海草。团队培育了仅有本地物种、仅有入侵者或两者混合的群落，然后将水槽逐步加温到代表当前夏季和预计更暖条件的三个温度。在数周内，他们测量了植物生长、产氧与耗氧情况，以及植物周围释放的溶解碳的数量和类型，然后跟踪这些碳在60天期间被海洋微生物分解的过程。

变暖重塑溶解碳的构成

在所测试的温度范围内，植物健康和整体碳代谢变化不大，入侵海草也未显著改变群落释放的溶解碳总量。随温度上升明显变化的是该溶解碳的性质。在更高温度下，溶解碳的总量趋于增加，但其中更大一部分为易于降解的、易损耗的形式。更为坚固的难降解部分在最冷与最暖处理间约减少了28%，尽管植物本身未表现出明显的应激。这意味着在更暖的条件下，更多从沿海草甸流出的碳通过微生物活动被送回快速碳循环，而不是进入更慢的长期储存池。

将隐藏的碳流放入背景中

为了理解这一被忽视的途径可能有多重要，作者们开发了一个通用的衡量尺度来比较不同的碳通路。他们将溶解碳的释放量相对于植物生物量、植物组织的碳含量和色素含量进行表达，然后将这些数值与来自相同沿海地点以及全球其他研究的沉积物碳埋藏速率进行比较。分析表明，当把数据放大到全球海草及类似植物覆盖的面积时，它们每年向海洋输出的难降解溶解碳的数量与它们锁入沉积物的碳量处于同一数量级——甚至可能略大。然而，这一路径很少被纳入蓝碳清单或气候政策中。

这对未来海洋意味着什么

这项工作表明，沿海植物草甸是强大但对气候敏感的长期碳储存引擎，不仅通过埋藏的根系和沉积物实现，还通过扩散到更广阔海域、缓慢分解的溶解碳实现。随着海洋变暖，这些溶解碳的化学“配方”向更短寿命的形式转变，即便植物本身看起来健康，也在侵蚀这一隐蔽碳汇的持久性。该研究的标准化方法提供了一种在不同栖息地和物种间追踪这些变化的途径，从而在地球变暖时改进对海洋能够将多少碳从大气中安全隔离的估算。

引用: Yamuza-Magdaleno, A., Azcárate-García, T., Egea, L.G. et al. Temperature-driven decline in recalcitrant dissolved organic carbon weakens coastal macrophyte’s blue carbon storage potential. Commun Earth Environ 7, 362 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03417-y

关键词: 蓝碳, 海草草甸, 溶解有机碳, 海洋变暖, 沿海生态系统