鱼的粪便充满了碳,海洋里也充满了鱼的粪便。 一项新的研究估计,世界海洋中高达 16% 的碳来自鱼类粪便、鱼类呼吸和其他鱼类排泄物。
每年大约有 16.5 亿吨碳被冲入海底,所有这些排泄物都是海洋成为世界上最大的活性碳汇的一部分。
尽管迄今为止有大量证据表明磷虾和浮游动物有助于将碳从表面封存到海洋深处,但鱼类直到最近才成为该生物“泵”中的关键参与者。
“我们的研究是第一个回顾鱼类对碳通量影响的研究,”说罗格斯大学新不伦瑞克分校的海洋生态学家格蕾丝·萨巴(Grace Saba)。
由于目前关于区域水域鱼类碳含量的研究并不多,更不用说全球水域了,萨巴承认他们的新估计存在很大的不确定性。
迫切需要对鱼类的绝对丰度、它们的集体生物量以及它们在碳传输中的作用进行进一步的研究,以改善目前的估计,但这次审查是一个良好且必要的开始。
研究人员共同分析了五项已发表的关于鱼粪便被动碳通量的研究,以及不到 10 项关于鱼粪便主动运输到更深水域的研究——所有这些都是他们在现有文献中找到的。
最后,结果表明鱼类排泄物是深海潜在的重要碳源。 研究表明,在一天之内,长圆柱体的鱼粪便可以下沉或被带到数千米之外,而且这些颗粒在水中具有奇怪的抗分解能力。
研究人员创建了一个全球模型,估计鱼类对总碳通量的影响与浮游动物大致相同,尽管对后者的估计要确定得多。
“鱼类介导的颗粒物和溶解物质的被动和主动向下运输可能是海洋中有机和无机碳通量的重要组成部分,但信息不确定且不完整,”作者写。
“即使现有信息大多来自短期研究,这些研究显示出特定地点之间报告的高度变异性,但证据表明鱼类在碳循环中发挥的作用比之前认为的更大。”
光合浮游生物据说是海洋生态系统的支柱,因为它们在阳光仍能到达的海洋上层通过光合作用将二氧化碳固定为有机碳。
这些有机碳要么被动地沉入海洋,要么被细菌、浮游动物或鱼类主动消耗并携带到更深的水中。 当碳溶解或被这些相同的生物体“呼出”时,它也可以通过扩散传输被抽吸下来。
一旦有机碳到达海底,它就可以被生活在深处的底栖生物所利用。
显示鱼类对生物碳泵贡献方式的概念图。 (Saba 等人,Limnology,2021)
“在阳光照射层以下的碳会在海洋中被隔离或储存数百年或更长时间,具体取决于有机碳输出的深度和位置,”说萨巴。
“这种自然过程会产生一个可以平衡二氧化碳来源的水槽。”
超过这一点,碳可以通过海水的季节性或年度循环重新引入大气中,这意味着它对我们当前的气候危机构成威胁。
鱼类似乎对于将海洋碳储存在更深的地方至关重要,无论是通过自身的生物量、主动迁徙、呼吸还是被动排便,但如果没有更多数据,就不可能确切地说这些生物有多重要。
最终,这意味着我们不知道气候变化或持续捕捞鱼类将对海洋碳通量的速率或大小产生什么影响
作者认为,鉴于我们的鱼类种群面临许多威胁,对鱼类生物量和相关碳通量的进一步研究是及时的。
未来关于深海采矿可能如何影响深海碳储存的研究是“特别高优先级”,他们补充道。
如果将碳从表面输送到海洋深处的生物泵开始减慢或携带的有机物减少,这可能对环境和人类社会造成灾难性的影响。
最近的一些学习试图计算出如果海洋碳泵衰退的话将会损失多少钱。 研究发现,北大西洋碳排放量的增加需要 170 至 30,000 亿美元的缓解费用,以及 23 至 4,010 亿美元的适应费用。 那只是一片海洋。
“根据目前的零散数据,无法估计鱼类碳的总体意义,但这个数字绝对值得了解,”其中一位作者写道,海洋生物学家安吉拉·马丁,2017 年。
“保护海洋生态系统和生物体以增强其对碳捕获和储存的贡献可能只是更广泛的领域中具有成本效益、跨领域和高影响力的组成部分。缓解和适应计划。”
该研究发表于湖泊学和海洋学。