海洋中的叶分解成堆肥产生氧气

比利时列日大学的研究人员研究了波西多尼亚海草草甸产生的物质的命运。这项研究在地中海STARESO进行，结果表明，通常被称为海王星草的叶堆积在浅水区，它们像堆肥一样分解，使有机物再矿化。这对地中海沿岸环境中的碳通量产生了以前被低估的影响。

令人惊讶的是，除了测量到二氧化碳排放量外，还测量到了氧气的产生量。这与海洋堆肥中生活着光合生物有关，这也是海洋堆肥与陆地堆肥的根本区别。

波西多尼亚(Posidonia)是地中海的一种标志性开花植物，俗称海王星草，在浅水区(深度不到40米)形成广阔的草甸(水下草原)。

“这是一种陆生植物，几百万年前重新定居在海洋环境中，这是进化过程中的一个小怪癖，”列日大学海洋学家AlbertoBorges解释道。“像我们地区的大多数陆生植物一样，波西多尼亚最老的叶子​​在秋天会掉落。这些枯叶堆积成垃圾(如在树根处)，在海草草甸附近的大片区域。”

这些枯叶的堆积及其分解和转化引起了研究人员的兴趣，他们前往位于科西嘉岛卡尔维的水下和海洋研究站STARESO，对波西多尼亚垃圾中有机物的初级生产和降解进行研究。

“在垫料中，有机物质会分解并释放出养分和二氧化碳，就像花园里的堆肥一样，”GillesLepoint解释道。“垫料会堆积在阳光充足的空旷地方。

“每个园丁都知道，要种植植物，你需要营养和光照。正是在此基础上，我们进行了研究，并得出了令人惊讶的第一个结果：在最初被认为是亡和惰性的物质堆积而成的垃圾中，我们测量了氧气的产生，这是从岩石中漂流的大型藻类、从附近草地上脱落的活波西多尼亚嫩枝以及垃圾中存在的硅藻(微观藻类)的光合作用的结果。”

总而言之，在这种营养丰富的环境中，与凋落物相关的所有活植物都会茁壮成长并进行光合作用。这种氧气产生量很大，但无法抵消枯叶分解所消耗的氧气。因此，这些堆积物仍然是氧气的净消耗者，因此也是二氧化碳的净排放者，就像陆地环境中的堆肥和凋落物一样。

这项研究的第二个结果让研究人员有些惊讶。“虽然我们认为Posidonia垫料降解相对较快，但这项研究根据垫料质量损失的测量结果向我们展示了相反的结果——它降解得更慢，”AlbertoBorges说。“我们通过非常精确的氧气测量，通过短期(1天)孵化测量了呼吸作用。”

这些测量结果提供了更现实、更准确的估计值，其值低于传统上通过长期(几个月)监测质量损失而获得的数值。这一结果可能会改变目前基于传统质量损失测量的这些生态系统的碳平衡计算。

作为这项研究的一部分，研究人员还研究了波西多尼亚草甸附近岩石上生长的大型藻类的有机物初级生产和降解情况。

“我们假设这两个系统之间可能存在交换，人们最初可能会认为它们是分开的、分隔的。我们再次获得了意想不到的结果，”WillyChampenois说。

“这些大型藻类尽管进行着光合作用，但它们是氧气的净消费者，而不是净生产者。这意味着生活在藻类群落中的细菌和无脊椎动物群落消耗的有机物比藻类生产的多。这必然意味着这些过量的有机物必须来自外部来源。”

通过计算质量平衡，研究人员得出结论，这些过量的有机物质很可能是由波西多尼亚海提供的，形式是溶解的有机分子，从海草草甸和垃圾扩散到岩石中。

总之，岩石上的大型藻类和波西多尼亚草甸之间存在双向交换。从岩石漂流而来的大型藻类可以积聚在波西多尼亚垃圾中，并为那里的初级生产做出贡献。反过来，海草可以提供有机分子，这些分子扩散到岩石上，并被与岩石上的大型藻类相关的细菌群落吸收。这确实是一种互惠互利的关系。

这项研究为量化和理解卡尔维湾波西多尼亚海草草甸的有机碳平衡提供了新的见解，自1980年代以来，该海草草甸一直是列日大学海洋学家和海洋生物学家的研究主题，特别是通过STARESO海洋研究站。