環球觀天下！氣候變暖和過度捕撈可能會改變魚類在海洋碳循環中的角色

海洋在全球碳循環中扮演重要角色，約93%的二氧化碳的循環和固定通過海洋完成。其中，魚類在海洋碳循環中所發揮著重要作用。魚類排泄物是碳儲存最有效的自然機制之一，可將碳固鎖在深海600年之久。近日，發表于《自然通訊》的一項新研究揭示了關于魚類碳酸鹽排泄在增強海洋緩沖酸化的能力、以及減緩氣候變化方面的作用，對促進我們對氣候變化時期海洋生物地球化學和物理過程的理解很有幫助。

硬骨魚通常被認為是食物來源，但其實它們在減緩氣候變化方面也發揮一系列作用。例如，它們在生長過程中將碳儲存在體內，并通過下沉的糞便和尸體將碳排放到深海。但它們也在腸道內用海鹽制造碳酸鹽，并以高速率排出。這使得它們在海洋的無機碳循環中尤為重要。

(資料圖片)

圖片：拿破侖魚(Cheilinus undulatus) 圖源:萊布尼茨熱帶海洋研究中心Mattia Ghilardi

海洋中有大量的魚類，因此魚類碳酸鹽對無機碳循環的重要性不應被低估。魚類產生的碳酸鹽可以下沉并成為沉積物的一部分，也可以溶解并增加水中和酸的能力。因此，它們可以增強海洋緩沖酸化的能力。

萊布尼茨熱帶海洋研究中心(ZMT)的一組科學家研究了各種各樣的魚類，以確定某些魚類特征和環境變化如何控制所排泄碳酸鹽的數量和組成。研究小組提取了來自帕勞、澳大利亞和巴哈馬群島的魚類產生的碳酸鹽，并將它們保存在類似原生珊瑚礁自然條件的水族館中。然后，研究人員編制了一個廣泛的碳酸鹽排泄率數據庫，這些數據庫來自85個物種超過380種珊瑚礁魚類，包括雀鯛、刺尾魚、鸚嘴魚、瀨魚、鯛魚等。

為什么硬骨魚會排泄碳酸鹽?

海水中含有大量的鹽分，密度大，而魚類體液的滲透壓要低于周圍的水環境。由于滲透作用，水就會不斷地從體內輸出到體外。研究人員解釋說:“為了補充水分，魚會喝海水，但它們必須去除海水中含有的大量鈣和鎂，這些物質以碳酸鹽晶體的形式在腸道中沉淀，并隨糞便釋放到海洋中。”專家估計，魚類糞便占全球海洋表層水域碳酸鹽產量的3-15%。

與珊瑚和其他碳酸鹽生產者不同，魚類會產生泛的碳酸鹽形式。根據它們的組成，這些晶體可以迅速溶解在水柱中，或下沉并長期埋藏在淺海沿岸的沙子中，從而形成泥質沉積物。而全球變暖和過度捕撈會改變魚類產生的碳酸鹽的數量，并最終決定哪種碳酸鹽形式被排泄最多。這可以完全改變魚類在海洋無機碳循環中的作用。

海洋化學成分可能發生變化

全球變暖和某些魚類的過度捕撈可能會嚴重破壞魚類產生的碳酸鹽對海洋無機碳循環的貢獻。例如，捕撈對食物鏈上游魚類的壓力可能導致碳酸鹽排泄量急劇下降。由氣候驅動的魚類大小變化可能會加劇這種影響。溫度升高有利于產生可溶性高的魚類碳酸鹽，形成沉積物隨之減少。所有這些因素都會影響海洋的化學成分，并可能進一步影響海洋緩沖大氣中二氧化碳的能力。

這項研究能夠更可靠地計算出不同海洋區域和世界范圍內魚類群落產生的碳酸鹽的數量和組成。研究人員表示：“通過研究，我們為在氣候變暖和過度捕撈等不斷變化的條件下，更準確地預測魚類在海洋碳循環中的作用鋪平了道路，此類預測對于維護生態系統功能的管理和決策過程非常重要。”

參考文獻：

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編譯：Sara

審核：Daisy

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