近日，厦门大学海洋生物地球化学全国重点实验室、环境与生态学院、福建台湾海峡海洋生态系统国家野外科学观测研究站朱旭东教授团队在大型海藻养殖区水气界面碳通量研究方面取得新进展，相关成果以“Coastal macroalgae aquaculture reduces carbon dioxide emission in a subtropical enclosed bay: Insights from eddy covariance measurements”为题，发表于Agriculture, Ecosystems & Environment.
该研究依托福建三沙湾大型海藻养殖区温室气体涡度通量观测平台（图1），首次获得大型海藻养殖区水气界面二氧化碳（CO2）通量的全年逐半小时连续观测数据，弥补了以往研究缺少高频通量观测数据的不足，揭示了CO2通量的多尺度时间变异规律及其环境控制机制，探究了大型海藻养殖在减弱亚热带海湾水体碳排放中的潜在作用，研究结果为进一步评估大型海藻养殖碳汇潜力与气候效应提供了科学基础。
大型海藻养殖作为基于自然的气候解决方案已得到较为广泛的关注。在自然和人为因素双重调控下，大型海藻养殖区水气界面净CO2交换量（Net Ecosystem Exchange; NEE）存在极强的时间变异性，给生态系统碳收支与碳汇潜力精准评估带来巨大的挑战。受限于人力与观测条件，以漂浮箱为代表的传统观测手段难以在生态系统尺度上实现较长时间的高频连续通量测定，无法同时解析NEE的短期高频波动与长期低频变化特征，因此基于传统观测开展的碳通量评估可能存在较大的不确定性。利用基于涡度相关法的通量观测手段可以弥补以上不足，获得生态系统尺度上的NEE高频连续观测，但目前还鲜有关于大型海藻养殖区涡度通量观测的文献报道。
研究利用涡度相关法在中国东南亚热带半封闭海湾（福建三沙湾）的大型海藻养殖区（海带和龙须菜轮养）开展了为期一年（2023年4月~2024年3月）的生态系统NEE高频连续观测，获得以下科学认识：（a）生态系统在大多数月份表现为大气CO2的源，其中最强的源和汇分别发生在初秋（无养殖期）和初冬（海带快速生长期）；（b）生态系统全年向大气排放58.9 g C m-2，其中夜间（无光合作用）贡献了全年排放的84.7％（c）大型海藻养殖有助于减少水体的CO2排放，但其减缓程度因养殖类型（海带养殖期最明显）和生长阶段（海带快速生长期最明显）而异；（d）NEE时间变化与大气温度的相关性最强，张落潮时段更快的潮汐流也会促进水体的CO2排放。该研究表明了涡度相关通量观测在解析大型海藻养殖区NEE多尺度时间变化规律及其环境调控中的重要作用，证实了大型海藻养殖有助于减弱亚热带海湾水体的碳排放。
图1. 福建三沙湾大型海藻养殖区温室气体涡度通量观测平台
图2. 大型海藻养殖区水气界面CO2通量的多尺度时间变化
图3. 不同养殖类型与生长阶段水气界面CO2通量的平均昼夜变化
论文第一作者为厦门大学2023级硕士生邓月婷，通讯作者为朱旭东教授，共同作者还包括厦门大学郭香会教授、中科院南京地理与湖泊研究所赵晓松副研究员、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）周海涛助理工程师、福建省气象科学研究所李丽纯正高级工程师以及厦门大学陈友淦教授。该研究获得国家重点研发项目（2024YFF1306805、2022YFF0802101）、国家自然科学基金（32371661）和福建省自然科学基金（2023J06008）等项目的联合资助。
Deng, Y., X. Guo, X. Zhao, H. Zhou, L. Li, Y. Chen, and X. Zhu* (2025). Coastal macroalgae aquaculture reduces carbon dioxide emission in a subtropical enclosed bay: Insights from eddy covariance measurements. Agriculture, Ecosystems and Environment, doi: 10.1016/j.agee.2025.109576.
https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109576
供稿｜邓月婷 朱旭东
编辑｜朱佳
排版｜陈蕾
审核｜高光 张瑶
