中國科學院華南植物園副研究員盧哲、研究員王法明團隊在國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等項目的資助下，研究揭示了未來氣候二氧化碳情景對藻源碳分配的影響。相關成果近日發(fā)表于《應用藻類學雜志》（Journal of Applied Phycology）。
三種不同二氧化碳濃度對聚球藻不同碳餾分濃度的影響。研究團隊供圖，下同
碳是生物必需的營養(yǎng)物質，也是元素循環(huán)過程的關鍵驅動因素。浮游植物作為水域生態(tài)系統(tǒng)中碳動態(tài)的主要調節(jié)者，通過碳固定和碳分配在調節(jié)水生生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中發(fā)揮著至關重要的作用。它們通過調節(jié)顆粒態(tài)有機碳和溶解性有機碳的分配，決定了顆粒態(tài)有機碳沉降到沉積物中的比例、溶解性有機碳釋放到周圍水體中的比例以及被微生物同化的比例，最終影響藻源碳對水域碳匯的貢獻途徑及大小。
因此，了解浮游植物碳分配有助于評估其對水域生態(tài)系統(tǒng)的長期儲存能力的作用。然而，對未來高二氧化碳場景下浮游植物碳分配變化及其調控機制的探索尚不充分。
針對這一科學問題，研究人員通過模擬三種不同二氧化碳濃度情景（400 ppm、850 ppm和1370 ppm），系統(tǒng)探究了聚球藻FACHB-410株在碳分配方面的響應機制。研究發(fā)現(xiàn)，在中等二氧化碳濃度（850 ppm）下，聚球藻的碳分配模式與當前水平（400 ppm）相比未發(fā)生顯著變化。
然而，在極端高二氧化碳環(huán)境（1370 ppm）下，聚球藻的總有機碳含量顯著降低47.05%，同時細胞外溶解性有機碳的比例顯著上升，而顆粒態(tài)有機碳和細胞內溶解性有機碳則顯著減少。細胞外溶解性有機碳在總溶解性有機碳中的比例從22.66%上升至44.32%。這一結果表明，極端高二氧化碳環(huán)境下，聚球藻更傾向于將碳以潛在惰性溶解性有機碳的形式釋放至水體中，而非用于構建細胞結構的細胞內溶解性有機碳和下沉性的顆粒態(tài)有機碳。
三種不同二氧化碳濃度下溶解性有機碳餾分占總溶解性有機碳的占比。
論文第一作者、中國科學院華南植物園聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生張焱焱表示，該研究首次揭示了聚球藻在極端二氧化碳條件下碳分配的顯著轉變，表明其通過生物碳泵途徑貢獻碳匯的能力可能減弱，而通過直接釋放溶解性有機碳對表層碳庫的貢獻增強。這一發(fā)現(xiàn)對準確評估未來氣候背景下聚球藻在水體碳匯中的作用具有重要啟示。
相關論文信息：https://doi.org/10.1007/s10811-025-03639-1
本文鏈接：未來氣候二氧化碳情景對藻源碳分配的影響獲揭示http://www.sq15.cn/show-11-25534-0.html
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