贝藻养殖的碳吸收、释放及对水-气CO₂交换的影响

贝藻养殖对海洋碳汇具有重要影响，而目前对贝藻单养和混养过程中的DIC吸收、DOC释放以及CO2源/汇情况尚缺乏深入比较和解析。本文利用自主研发的封闭式水-气CO2同步监测装置，通过开展龙须菜和牡蛎单养、混养实验，分析了实验过程海水中DIC、DOC和上层空气中CO2浓度的动态变化规律及其影响因素。发现龙须菜单养具显著碳汇效应，显著降低了海水中DIC和上层空气中CO2浓度，对空气CO2和水中DIC的吸收速率分别达0.026和1.081 mg/(g h)(以CO2计）；牡蛎单养对海水DIC浓度影响不大，但显著提高了空气CO2浓度，呈现碳源效应，向空气释放CO2的速率达0.110 mg/(g d)；而将一定量的龙须菜与牡蛎进行混养可大幅降低海水DIC浓度，降低程度甚至大于龙须菜单养，并显著减少牡蛎养殖向空气释放CO2的量，高比例的龙须菜和牡蛎混养甚至可实现CO2由源向汇的扭转。龙须菜和牡蛎重量比为1∶8时，水-气CO2交换接近平衡状态。除无机碳外，龙须菜单养、牡蛎单养及两者混养的DOC释放速率亦呈现显著差异，龙须菜单养的DOC释放速率显著大于牡蛎单养，龙须菜和牡蛎混养的DOC释放也呈现叠加效应。龙须菜自身的光合特性相较于牡蛎而言，受光暗变化的影响显著，在光照周期内海水pH值、DO和DOC浓度上升，DIC浓度下降，在黑暗周期内呈现相反的变化。其中pH值是影响海水pCO2和水-气CO2交换的关键环境因素。本文结果对科学认识和评价贝类、大型海藻的碳源/汇效应具有重要参考价值。