海草床、红树林和滨海盐沼等海岸带湿地生态系统能够捕获和储存大量碳并将其长期埋藏在沉积物里,因而成为地球上最密集的碳汇之一,被称为海岸带蓝碳。尽管滨海湿地是重要碳库,但土壤中各种生物的活动可以促进温室气体的排放。当前,大部分的研究主要集中于温室气体对季节、潮汐以及盐度变化的响应,较少关注招潮蟹等滨海湿地底栖生物扰动对温室气体的影响。然而,底栖动物,特别是招潮蟹,在滨海湿地中数量巨大,因此其活动可能会对滨海蓝碳的碳汇功能产生重要影响。 招潮蟹因拥有一大一小两只不对等的螯而闻名。研究它们并不容易,因为每当接近时,这种蟹就迅速钻进洞穴。它们的洞穴大多像热狗一般大,将地下的土壤暴露在空气中,加速了被困有机物的腐烂,并将二氧化碳释放到大气中。研究表明,在巴西、坦桑尼亚和中国香港的红树林中,这种穴居蟹会释放出相当多的二氧化碳。 图1:滨海湿地中的招潮蟹 为了对招潮蟹的影响进行准确评估,本研究选择了海岸带盐沼湿地中不同沉积物质量和植被类型,系统研究了螃蟹洞形态学特征以及温室气体排放情况。结果显示,周围生长着植物的盐沼区域的螃蟹洞穴体积要小得多,且螃蟹洞的体积与土壤CO2的排放呈显著正相关关系。土壤CO2和CH4的排放主要与螃蟹洞的密度、土壤有机质含量以及植被类型呈显著正相关。其中,较高的土壤有机质含量和螃蟹洞密度极大地增加了盐沼土壤的异养呼吸。总体而言,在招潮蟹的干扰下,土壤CO2和CH4的排放分别增加了32.1%和47.9%。本研究结果表明招潮蟹的生物扰动在滨海蓝碳生态的碳封存活动中起重要作用,会降低其蓝碳碳汇功能,这也意味着其他穴居动物,如虾和蛤蜊,可能会以类似方式增加全球碳负荷。 该研究结果以“Fiddling with the blue carbon: Fiddler crab burrows enhance CO2 and CH4 efflux in saltmarsh”为题在Ecological Indicators(IF5=6.6)发表。文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109538。本项研究结果曾以“Fiddler crabs produce more carbon dioxide than their marshy homes can handle”为题被Science杂志在线报道。 中科院青促会会员、小良站站长王法明研究员(第11批会员)为本文通讯作者,中科院华南植物园博士生覃国铭与香港大学博士生Laura E. Agusto为共同第一作者。中科院华南植物园和华南国家植物园为第一单位和通讯作者单位,合作单位包括香港大学、香港中文大学和华东师范大学等。本项研究获中科院青促会项目(2021347)、广东省杰青、自然科学基金委联合基金(U2106209)和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-037)资助。 图2:光滩和盐沼湿地中招潮蟹蟹洞结构及其对温室气体CO2和CH4排放的影响
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