海草床、紅樹(shù)林和濱海鹽沼等海岸帶濕地生態(tài)系統(tǒng)能夠捕獲和儲(chǔ)存大量碳并將其長(zhǎng)期埋藏在沉積物里,因而成為地球上最密集的碳匯之一,被稱為海岸帶藍(lán)碳。盡管濱海濕地是重要碳庫(kù),但土壤中各種生物的活動(dòng)可以促進(jìn)溫室氣體的排放。當(dāng)前,大部分的研究主要集中于溫室氣體對(duì)季節(jié)、潮汐以及鹽度變化的響應(yīng),較少關(guān)注招潮蟹等濱海濕地底棲生物擾動(dòng)對(duì)溫室氣體的影響。然而,底棲動(dòng)物,特別是招潮蟹,在濱海濕地中數(shù)量巨大,因此其活動(dòng)可能會(huì)對(duì)濱海藍(lán)碳的碳匯功能產(chǎn)生重要影響。 招潮蟹因擁有一大一小兩只不對(duì)等的螯而聞名。研究它們并不容易,因?yàn)槊慨?dāng)接近時(shí),這種蟹就迅速鉆進(jìn)洞穴。它們的洞穴大多像熱狗一般大,將地下的土壤暴露在空氣中,加速了被困有機(jī)物的腐爛,并將二氧化碳釋放到大氣中。研究表明,在巴西、坦桑尼亞和中國(guó)香港的紅樹(shù)林中,這種穴居蟹會(huì)釋放出相當(dāng)多的二氧化碳。 
圖1:濱海濕地中的招潮蟹 為了對(duì)招潮蟹的影響進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估,本研究選擇了海岸帶鹽沼濕地中不同沉積物質(zhì)量和植被類型,系統(tǒng)研究了螃蟹洞形態(tài)學(xué)特征以及溫室氣體排放情況。結(jié)果顯示,周圍生長(zhǎng)著植物的鹽沼區(qū)域的螃蟹洞穴體積要小得多,且螃蟹洞的體積與土壤CO2的排放呈顯著正相關(guān)關(guān)系。土壤CO2和CH4的排放主要與螃蟹洞的密度、土壤有機(jī)質(zhì)含量以及植被類型呈顯著正相關(guān)。其中,較高的土壤有機(jī)質(zhì)含量和螃蟹洞密度極大地增加了鹽沼土壤的異養(yǎng)呼吸?傮w而言,在招潮蟹的干擾下,土壤CO2和CH4的排放分別增加了32.1%和47.9%。本研究結(jié)果表明招潮蟹的生物擾動(dòng)在濱海藍(lán)碳生態(tài)的碳封存活動(dòng)中起重要作用,會(huì)降低其藍(lán)碳碳匯功能,這也意味著其他穴居動(dòng)物,如蝦和蛤蜊,可能會(huì)以類似方式增加全球碳負(fù)荷。 該研究結(jié)果以“Fiddling with the blue carbon: Fiddler crab burrows enhance CO2 and CH4 efflux in saltmarsh”為題在Ecological Indicators(IF5=6.6)發(fā)表。文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109538。本項(xiàng)研究結(jié)果曾以“Fiddler crabs produce more carbon dioxide than their marshy homes can handle”為題被Science雜志在線報(bào)道。 中科院青促會(huì)會(huì)員、小良站站長(zhǎng)王法明研究員(第11批會(huì)員)為本文通訊作者,中科院華南植物園博士生覃國(guó)銘與香港大學(xué)博士生Laura E. Agusto為共同第一作者。中科院華南植物園和華南國(guó)家植物園為第一單位和通訊作者單位,合作單位包括香港大學(xué)、香港中文大學(xué)和華東師范大學(xué)等。本項(xiàng)研究獲中科院青促會(huì)項(xiàng)目(2021347)、廣東省杰青、自然科學(xué)基金委聯(lián)合基金(U2106209)和中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃(YSBR-037)資助。 
圖2:光灘和鹽沼濕地中招潮蟹蟹洞結(jié)構(gòu)及其對(duì)溫室氣體CO2和CH4排放的影響
|