海洋酸化和缺氧会改变海洋软沉积物中的有机碳通量。,Global Change Biology

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海洋酸化和缺氧会改变海洋软沉积物中的有机碳通量。
Global Change Biology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2019-09-18 , DOI: 10.1111/gcb.14806
Chiara Ravaglioli ₁ , Fabio Bulleri ₁ , Saskia Rühl _{2,

3} , Sophie J McCoy ₄ , Helen S Findlay ₂ , Stephen Widdicombe ₂ , Ana M Queirós ₂

Affiliation

人为压力源可以改变非动物群落的结构和功能，这是海洋软沉积物中碳循环的关键驱动力。尽管如此，人为的应激源对软底栖生物系统中碳通量的复合作用仍然是未知的。在这里，我们通过中观实验研究了海洋酸化（OA）和低氧对海洋沉积物中有机碳命运的累积影响。同位素标记的大藻碎屑（13 C）用作示踪剂，以评估在不同实验条件下动物组织和沉积物中的碳掺入。此外，当来源和消费者都暴露于较高的CO2时，以前曾暴露于较高的CO2的标记大型藻类（13 C）也用于评估动植物和沉积物对有机碳的吸收。在二氧化碳升高的情况下，疫情增加了碳的吸收，这可能是对不利环境条件下所面临的较高能源成本的补偿性反应。相比之下，同时暴露于两种应激源的动物的碳吸收没有增加，这表明即使是短期的低氧事件也可能削弱海洋无脊椎动物抵御升高的CO2条件的能力。此外，缺氧和较高的CO2都会增加沉积物中的有机碳埋藏量，从而可能影响沉积物的生物地球化学过程。由于预计在面对气候变化时缺氧和OA会增加，因此我们的结果表明，局部减少缺氧事件可能会减轻全球气候变化对海洋软沉积系统的影响。可能是对不利环境条件下所面临的较高能源成本的补偿性反应。相比之下，同时暴露于两种应激源的动物的碳吸收没有增加，这表明即使是短期的低氧事件也可能削弱海洋无脊椎动物抵御升高的CO2条件的能力。此外，缺氧和较高的CO2都会增加沉积物中的有机碳埋藏量，从而可能影响沉积物的生物地球化学过程。由于预计在面对气候变化时缺氧和OA会增加，因此我们的结果表明，局部减少缺氧事件可能会减轻全球气候变化对海洋软沉积系统的影响。可能是对不利环境条件下所面临的较高能源成本的补偿性反应。相比之下，同时暴露于两种应激源的动物的碳吸收没有增加，这表明即使是短期的低氧事件也可能削弱海洋无脊椎动物抵御升高的CO2条件的能力。此外，缺氧和较高的CO2都会增加沉积物中的有机碳埋藏量，从而可能影响沉积物的生物地球化学过程。由于预计在面对气候变化时缺氧和OA会增加，因此我们的结果表明，局部减少缺氧事件可能会减轻全球气候变化对海洋软沉积系统的影响。表明即使是短期缺氧事件也可能削弱海洋无脊椎动物抵御升高的CO2条件的能力。此外，缺氧和较高的CO2都会增加沉积物中的有机碳埋藏量，从而可能影响沉积物的生物地球化学过程。由于预计在面对气候变化时缺氧和OA会增加，因此我们的结果表明，局部减少缺氧事件可能会减轻全球气候变化对海洋软沉积系统的影响。表明即使是短期缺氧事件也可能削弱海洋无脊椎动物抵御升高的CO2条件的能力。此外，缺氧和较高的CO2都会增加沉积物中的有机碳埋藏量，从而可能影响沉积物的生物地球化学过程。由于预计在面对气候变化时缺氧和OA会增加，因此我们的结果表明，局部减少缺氧事件可能会减轻全球气候变化对海洋软沉积系统的影响。

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Ocean acidification and hypoxia alter organic carbon fluxes in marine soft sediments.

Anthropogenic stressors can alter the structure and functioning of infaunal communities, which are key drivers of the carbon cycle in marine soft sediments. Nonetheless, the compounded effects of anthropogenic stressors on carbon fluxes in soft benthic systems remain largely unknown. Here, we investigated the cumulative effects of ocean acidification (OA) and hypoxia on the organic carbon fate in marine sediments, through a mesocosm experiment. Isotopically labelled macroalgal detritus (13 C) was used as a tracer to assess carbon incorporation in faunal tissue and in sediments under different experimental conditions. In addition, labelled macroalgae (13 C), previously exposed to elevated CO2 , were also used to assess the organic carbon uptake by fauna and sediments, when both sources and consumers were exposed to elevated CO2 . At elevated CO2 , infauna increased the uptake of carbon, likely as compensatory response to the higher energetic costs faced under adverse environmental conditions. By contrast, there was no increase in carbon uptake by fauna exposed to both stressors in combination, indicating that even a short-term hypoxic event may weaken the ability of marine invertebrates to withstand elevated CO2 conditions. In addition, both hypoxia and elevated CO2 increased organic carbon burial in the sediment, potentially affecting sediment biogeochemical processes. Since hypoxia and OA are predicted to increase in the face of climate change, our results suggest that local reduction of hypoxic events may mitigate the impacts of global climate change on marine soft-sediment systems.

更新日期：2019-09-18

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