被严重低估的碳汇，珊瑚藻床如何影响全球碳循环？

你知道海底那些珊瑚藻也在默默吸收二氧化碳吗？最近，一项发表于《自然·通讯》的研究揭示，全球广泛分布的珊瑚藻床可能是被长期忽视的重要碳汇，它们不仅吸收大量二氧化碳，还能形成巨大的碳酸钙沉积，对全球碳循环的贡献远超预期。

珊瑚藻及其碳功能

珊瑚藻属于红藻门，其特点是能够在细胞壁中沉积碳酸钙，形成坚硬的、通常呈粉红色的结构。这些结构不仅使珊瑚藻具有独特的外观，而且还具有多种生态功能，特别是在碳循环和生态系统支持方面。

珊瑚藻最重要的生态功能之一是其碳封存作用。通过光合作用，珊瑚藻将大气中的二氧化碳转化为有机碳，并储存在其生物量中。除此之外，它们对碳循环的贡献还来自钙化过程，在此过程从海水中吸收碳酸氢盐，然后沉淀为碳酸钙，由此产生的碳酸盐结构可以积聚在海底，作为长期的碳汇。

因此，珊瑚藻可以在海洋碳循环中发挥重要作用，特别是在它们形成广泛藻床或促进珊瑚礁生长的地区。以碳酸钙形式储存的碳不能立即重新释放到大气中，因此与生物体内储存的有机碳相比，它是一种更稳定的碳封存形式。

全球珊瑚藻床的面积估计有412万平方公里，而全球珊瑚礁约28万平方公里，相比而言，全球珊瑚藻床面积大得多，甚至超过许多热带雨林的覆盖范围。然而，长久以来，科学家对它们在碳循环中的作用争论不休。

有的观点认为，珊瑚藻在钙化时会释放CO₂，因此可能增加海洋中的碳含量。另外一些观点人为，珊瑚藻的光合作用吸收CO₂可能抵消甚至超过钙化释放的CO₂，使其整体成为净碳汇。

珊瑚藻床如何影响全球碳循环？

为了为了回答这个问题，研究团队在大西洋和地中海的9个珊瑚藻床进行了采样，涵盖2–51m不同深度样本，纬度范围包括53°N–27°S，对收集的数据进行分析，以确定珊瑚藻床的生产力和碳吸收率，以及它们对海洋碳循环的贡献。

那么，光合作用和钙化谁更强呢？研究团队在实验室模拟不同光照条件，测量了珊瑚藻的净初级生产力和净碳酸盐生产力。结果发现。光照越强，碳吸收越高，夏季碳吸收速率达28–1347 gC/m²，远超许多海草床和珊瑚礁；浅水区的藻床夏季每天可吸收1650 mmol C/m²，而深水区则可能由于光照不足变为净碳源。

净初级生产力与净碳酸盐生产力的比值决定碳汇潜力，研究发现，大多数珊瑚藻床的净初级生产力高于净碳酸盐生产力，因此，珊瑚藻床整体表现为碳汇。

在海洋碳酸钙沉积方面，研究团队测量了不同藻床的碳酸钙储量，发现活体珊瑚藻的CaCO₃含量占干重的89–98%。它的全球储量惊人，死体沉积物的积累量可达4–43kg/m²。这些沉积物可以稳定存在数千年，成为长期碳储存库。

此外，物种差异影响碳汇效率，同一藻床内，不同珊瑚藻物种的碳吸收能力差异显著。例如，研究中的巴西藻床的Lithophyllum atlanticum生产力最高，而其他物种可能贡献较少。

这项关于珊瑚藻床的研究为珊瑚藻床在海洋碳循环中的重要作用及其对气候变化的脆弱性提供了新的见解。

图：大西洋和地中海的采样地点

地图显示了采集红藻石样本的珊瑚藻床位置，照片显示了相应的红藻石群落（照片，白色刻度表示 5 厘米）。

最后，尽管这项研究提供了重要数据，但当前数据仅基于夏季测量，但冬季光照减少可能导致生产力下降，可能需要全年监测才能准确估算年碳汇量。

参考文献：Nadine Schubert, Fernando Tuya, Viviana Peña, Paulo A. Horta, Vinícius W. Salazar, Pedro Neves, Cláudia Ribeiro, Francisco Otero-Ferrer, Fernando Espino, Kathryn Schoenrock, Federica Ragazzola, Irene Olivé, Thalassia Giaccone, Matteo Nannini, M. Cristina Mangano, Gianluca Sará, Francesco Paolo Mancuso, Mario Francesco Tantillo, Mar Bosch-Belmar, Sophie Martin, Line Le Gall, Rui Santos & João Silva ，“Pink power”—the importance of coralline algal beds in the oceanic carbon cycle.  Nature Communications  volume 15, Article number: 8282 (2024) ，doi. s41467-024-52697-5