探究规模化海水养殖对海湾尺度碳循环的影响

　　近日，中国水产科学研究院南海水产研究所南海渔业生态环境监测与评价创新团队在规模化海水养殖对海湾尺度碳循环的影响研究领域取得新进展，相关研究成果以“Impacts of large-scale aquaculture activities on the seawater carbonate system and air-sea CO2 flux in a subtropical mariculture bay, southern China”为题，发表在Aquaculture Environment Interactions上，韩婷婷为第一作者，齐占会为通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划（2018YFD0900700）、国家自然科学基金（41976149）等项目资助。

　　在当前“碳达峰、碳中和”国家重大战略决策的背景下，近岸海域的碳循环过程和固碳增汇途径受到高度重视。南海所黄洪辉研究员带领南海渔业生态环境监测与评价创新团队在“海水养殖对近岸水域碳循环影响和碳源/汇作用”领域开展了持续研究工作，努力推进对于人类渔业活动对海洋碳源汇过程中影响的认知，为探讨通过渔业手段提高海洋碳汇潜力提供理论依据。其中，先后在实验室尺度和中试围格尺度下开展了贝类（牡蛎）和大型藻类（马尾藻和龙须菜）等养殖物种的生理过程对海水无机碳体系和CO2分压和海气通量的影响机制研究，并发表了相关学术论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2020.734972、https://doi.org/10.3354/aei00246）。

　　在前期研究基础上，南海所创新团队进一步将研究尺度扩大到海湾尺度，在广东省汕头深澳湾开展了规模化海水养殖对海湾尺度碳循环的影响研究。深澳湾长期开展规模化的鱼类网箱养殖、牡蛎筏式养殖和大型海藻（龙须菜）筏式养殖，属于典型的亚热带多营养层次综合养殖型海湾。通过研究规模化鱼类网箱养殖、牡蛎筏式养殖和大型海藻（龙须菜）筏式养殖对海湾尺度的海水无机碳体系和海气CO2 （air-sea CO2 flux （FCO2）扩散通量的影响，发现不同的养殖物种对海水无机碳体系的影响存在显著的种间差异，贝壳钙化作用使牡蛎养殖区的海水总碱度显著低于鱼类和藻类养殖区；藻类养殖区和鱼类养殖区分别具有最低和最高的海水溶解态无机碳（DIC）浓度和CO2分压（partial pressure, pCO2）；养殖生物对碳循环具有复杂的影响，鱼类和贝类的呼吸作用会释放CO2，但另一方面它们又可以通过营养盐排泄促进浮游植物的生长和光合作用固碳消耗DIC，降低pCO2。在各种养殖生物的综合生态效应下，深澳湾春季表现为CO2的汇（sink），FCO2为−1.2~−4.8 mmol m−2 d−1，大型藻类是CO2固定和通量的最主要的贡献者，对深澳湾总的CO2汇潜力的贡献约为58%，增加大型藻类是提高海湾股碳增汇潜力的有效途径。