二氧化碳换甲烷？沿海碳汇有多复杂

沿海生态系统非常擅长吸收大气中的碳，但最近一项针对波罗的海的研究提醒我们，别忘了看看它们又把什么还给了大气。

沿海的植被生境吸收了大量的碳。事实上，海洋沉积物中储存的碳有一半都存在于三个沿海“蓝碳”生态系统中：红树林、海草草甸和盐沼。海藻或大型藻类也会吸收碳，但我们还不清楚有多少碳最终储存在海洋沉积物中。

图源：World Bank

但其中另有玄机。因为海洋会释放甲烷，而甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体。大多数海洋甲烷就是来自沿海地区。但问题是，我们无法确定排放了多少甲烷，以及排放的来源在哪里。因此，研究人员和政策制定者无法明确不同的生态系统分别吸收了多少二氧化碳，同时排放了多少甲烷。

科学家们正试图弄清楚不同地方的平衡表现。在《自然通讯》（Nature Communications）最近发表的一项研究中，来自斯德哥尔摩大学和芬兰大学的研究人员发现，在墨角藻（Fucus vesiculosus）生长的地方，甲烷排放量相当于二氧化碳吸收量的28%。而在多种植被混合生长的地方，甲烷排放量相当于二氧化碳吸收量的35%。

文章第一作者、斯德哥尔摩大学波罗的海中心研究员Florian Roth指出，必须同时测量这两种气体，才能全面说明这些生态系统究竟是温室气体的碳汇还是碳源。

虽然研究人员已经预料到会发现来自混合植被和裸露沉积区域的甲烷，但他们仍然惊异于墨角藻居然可以产生那么多甲烷。

当被称为产甲烷菌（methanogens）的特殊微生物在低氧环境中分解有机物时，甲烷便随之产生。这种情况发生的典型条件是已经死亡的植物残体在柔软的沉积物中累积，比如混合植被生境和裸露的沉积物生境。科学家之所以对墨角藻排放甲烷的水平感到困惑，是因为这种植物的叶子上布满气囊，使其能够漂浮在水面并固定在多岩石的区域，而不会落在柔软的沉积物上。

图源：Word Press @Baltic Sea Weed Blog

随着研究的深入，科学家在岩石间的小块沉积物内发现了这些能够产生甲烷的微生物，同样，在漂浮的丝状藻类和墨角藻中死去的植物残体上也发现了这些微生物。

这是比较海藻生境吸收二氧化碳和排放甲烷水平的第一批研究。甚至有关蓝碳生态系统中不同温室气体之间相互作用的研究都很少。2021年发表在《全球生物地球化学循环》（Global Biogeochemical Cycles）上的一篇评论发现，蓝碳生态系统中甲烷和一氧化二氮排放的高度可变性意味着需要开展更多的研究来理解这些气体是如何抵消其吸收汇潜能的。

尽管这些沿海栖息地仍在吸收碳，并且对生物多样性十分重要，但Roth表示，一些沿海生境的净碳汇效应“可能比目前认为的要小”，而这一点在将碳汇货币化时尤其重要。

此外，Roth还补充指出，波罗的海以外的二氧化碳和甲烷的动态可能会有所不同，这也就是为什么我们需要在其他地域和生态系统中开展更多研究。

研究的共同作者、赫尔辛基大学Tvärminne动物学研究站教授Alf Norkko表示，来自人类的压力和干扰会影响生物多样性，继而影响碳循环。“因此，保护工作格外重要。”

Norkko认为，想要真正地理解海洋和沿海地区正在发生什么，我们必须更加全面的看待生物多样性、碳循环和大气之间复杂的相互作用。另外，这些研究大多侧重于蓝碳生境，并未试图理解各类沿海海景中碳循环的复杂性。不过，鉴于生境的互联互通，这些研究仍具备重要价值。

参考文献：

https://news.mongabay.com/2023/03/co2-in-methane-out-study-highlights-complexity-of-coastal-carbon-sinks/

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编译：Victoria

审核：Daisy

编辑：Tommy