本文章主要探討德國波羅的海區(qū)域的海草床（特別是Zostera marina，也稱鰻草）在沉積物中儲存有機碳（Corg）的能力，并分析這些碳庫的空間異質(zhì)性及其成因。

研究背景

• 海草床能夠在其沉積物中儲存大量有機碳，對于緩解氣候變化具有潛在價值。
• 但不同地區(qū)甚至同一海草床內(nèi)的有機碳含量存在顯著差異，這給準(zhǔn)確評估其對減緩CO2排放的具體貢獻(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)。

研究目的

• 通過采樣分析來量化德國波羅的海內(nèi)的鰻草海草床及鄰近非植被覆蓋區(qū)的有機碳儲量。

• 探討影響這些碳庫空間分布的因素，包括物理環(huán)境（如水深、沉積物顆粒大小等）和生物因素（如海草復(fù)雜度）。

實驗過程

對每個巖芯的5-10cm深度間隔進(jìn)行粒度分布處理。首先去除可見有機物，然后將沉積物在60°C下烘干至少48h。用符合ISO 3310-1國際標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼試驗篩和振動篩分機Fritsch Analysette 3 Spartan進(jìn)行干篩，振幅設(shè)置為2 mm，持續(xù)15min。

確定2 mm、1 mm、500 mm、250 mm、125 mm、63 mm和<63 mm尺寸等級的沉積物分?jǐn)?shù)，精確到0.01 g，并使用從每個分?jǐn)?shù)之和獲得的總樣品質(zhì)量計算每個尺寸等級的百分比。

數(shù)據(jù)分析

• 使用元素分析儀（EURO EA元素分析儀）測定沉積物總Corg。

實驗過程：首先將沉淀物在60℃下干燥48h，然后使用行星式球磨機Fritsch Pulveisette 5，瑪瑙研磨罐，轉(zhuǎn)速為240-300rpm，研磨至均勻的細(xì)粉15-20min。通過逐滴加入1M HCl直至停止氣體逸出，將這種均質(zhì)沉積物的子樣品酸化以去除無機碳。在解剖顯微鏡下觀察樣品，以確保二氧化碳已經(jīng)完全釋放。這些酸化的樣品在60℃下重新干燥48h，再次研磨，并封裝在銀膠囊中。基于線性回歸計算總有機碳濃度。

• 乙酰苯胺和沉淀物被用作測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和分析不確定度的標(biāo)準(zhǔn)。

• 收集并記錄各采樣點周圍的環(huán)境參數(shù)，比如水流速度、海水深度、沉積物粒徑分布等。

統(tǒng)計建模：使用上述數(shù)據(jù)建立模型，用以預(yù)測不同條件下有機碳含量的變化趨勢，并識別出主導(dǎo)因素。

主要發(fā)現(xiàn)

• 德國波羅的海區(qū)域內(nèi)的海草床平均每平方米可儲存約1,920 g的有機碳，遠(yuǎn)高于其他海域的同類生態(tài)系統(tǒng)。

• 有機碳儲量表現(xiàn)出高度的空間變異性，不僅存在于不同站點之間，在單個站點內(nèi)部也有很大差別。

• 影響有機碳分布的主要因素包括海草結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、細(xì)顆粒沉積物比例以及水深條件。

• 意外發(fā)現(xiàn)了一部分古老的陸地泥炭遺跡，大約形成于6000年前最后一次冰川退縮時期，成為重要的額外碳源。

?結(jié)論

• 德國波羅的海海草床每年可以避免約2.01百萬噸的二氧化碳排放到大氣中。

• 鑒于有機碳儲存量的高度不確定性，建議未來的研究需要更加關(guān)注特定地點的具體情況，并考慮到可能存在數(shù)千年歷史的深層碳沉積。

• 維護(hù)良好的海草生態(tài)環(huán)境對于保持高水平的有機碳儲量至關(guān)重要，任何對該生態(tài)系統(tǒng)的破壞都可能導(dǎo)致已封存的碳重新釋放回大氣層。

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