研究人员调查了由Posidonia海草草甸生成的物质会发生什么。该研究在地中海的STARESO进行,发现海草的死去叶片聚集在浅水区,在那里它们以类似堆肥的方式分解,促进了有机物的再矿化。这个过程之前被忽视了对地中海沿海地区碳交换的影响。有趣的是,虽然记录了二氧化碳的排放,但也观察到了氧气的产生。这种氧气的产生与这个海洋堆肥中发现的光合生物相关,使其不同于陆地堆肥。
列日大学的研究人员探讨了来自Posidonia海草草甸的物质的命运。这项在地中海STARESO进行的研究揭示,死去的叶片,通常被称为海王星草,聚集在浅水区域并像堆肥一样分解,帮助再矿化有机物。这对地中海沿海栖息地的碳动态具有重要影响,这种影响之前被低估了。出人意料的是,除了CO2排放,他们还检测到了氧气的产生。这归因于居住在海洋堆肥中的光合生物, 使它不同于陆地堆肥。
Posidonia是一种象征地中海的开花植物,也被称为海王星草,在浅水区(深度不足40米)形成广阔的草甸(水下草原)。”这是数百万年前重新适应海洋条件的陆地植物,演化的一个奇妙转折,”来自ULiège的海洋学家阿尔贝托·博尔赫斯(Alberto Borges)解释说。”与其他陆地植物一样,Posidonia每年秋天失去其最老的叶片。这些落下的叶片形成了大量聚集在海草草甸附近的垃圾(类似于树根附近收集的物质)”。研究人员对这些死去的叶片如何聚集、分解和转化感到好奇,因此前往科西嘉岛卡尔维的STARESO,一个水下和海洋研究中心,以研究Posidonia垃圾中的主要生产和有机物的降解。
“在垃圾中,有机物分解并释放营养物质和CO2,类似于用于花园的堆肥,”吉尔斯·勒庞(Gilles Lepoint)表示。”垃圾在开阔且阳光充足的区域积累。每个园丁都明白植物需要营养和光才能繁茂。这一理解指导了我们的研究,使我们得到了令人惊讶的初步发现:在形成的垃圾中,尽管最初被认为是死的和无生命的材料,我们记录了氧气的产生,源于从岩石上冲洗下来的大型藻类、从草甸上脱落的活海草嫩芽和在垃圾中发现的硅藻(微小藻类)的光合作用。”
总而言之,在这个富含营养的环境中,所有与垃圾相关的活植物都茁壮成长并进行光合作用。虽然氧气的产生是显著的,但并不能抵消在死叶分解过程中消耗的氧气。因此,这些聚集物是氧气的净消费体,因此是二氧化碳的净排放体,类似于陆地系统中的堆肥和垃圾。
这项研究的第二个发现令研究人员感到惊讶。”我们最初认为Posidonia垃圾分解相对迅速,但根据垃圾质量损失的测量我们发现相反——它的降解速度较慢,”阿尔贝托·博尔赫斯分享道。”我们通过短期(1天)培养利用非常精确的氧气评估来测量呼吸。”这些测量提供了更切合实际的估计,其值低于通常通过长期(几个月)监测质量损失获得的值。这个结果可能改变这些生态系统当前的碳平衡估算,这些估算依赖于传统的质量损失测量。
在这项研究期间,研究人员还研究了生长在靠近Posidonia草甸附近的岩石上宏藻类的主要生产和有机物的降解。”我们怀疑这两个系统之间可能存在相互作用,这两个系统乍看之下可能显得独立而孤立。再次,我们得到了一个意想不到的发现,”威利·香蓓诺斯(Willy Champenois)兴奋地表示。”这些宏藻类,尽管经历光合作用,却是氧气的净消费体,而不是净生产体!这表明居住在藻类中的细菌和无脊椎动物群落消费的有机物超过了藻类产生的有机物。这表明多余的有机物必须来自外部来源。”通过计算质量平衡,研究人员得出结论,这部分多余的有机物很可能来自Posidonia,以溶解有机分子的形式从海草草甸和垃圾流向岩石。
总结而言,岩石上的宏藻类和Posidonia草甸之间存在一种相互交换。漂流自岩石的宏藻类可能积累在Posidonia垃圾中并为其主要生产做出贡献。相反,海草能够提供分散到岩石中并为与宏藻类相关的细菌群落吸收的有机分子。这是一种真正互利的关系!
这项研究为量化和理解卡尔维湾Posidonia海草草甸的有机碳平衡提供了新的视角,自20世纪80年代以来,该地区一直是列日大学海洋学家和海洋生物学家的研究重点,特别通过STARESO海洋研究站。