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生蚝贝壳生物钙化,是“碳源”还是“碳汇”? 精选

已有 7464 次阅读 2023-3-10 11:46 |个人分类:科研笔记|系统分类:科普集锦

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在海边散步,发现海滩上散落着不少的野生牡蛎壳,有大有小,尺寸不均一。由于长时间被海浪冲刷磨去了边角,这些牡蛎壳的形状圆乎乎的,混在卵石堆里几乎无法分辨。

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牡蛎隶属软体动物门,双壳纲牡蛎目。北方俗称海蛎子,南方俗称生蚝。牡蛎是世界第一大养殖贝类,是人类可利用的重要海洋生物资源之一。牡蛎不仅肉鲜味美、营养丰富而且具有独特的保健功能和药用价值,是一种营养价值很高的海产珍品。随着养殖技术进步,我国成为全球牡蛎产量最大的国家。据国家渔业统计年鉴数据显示,2021年我国牡蛎海水养殖面积为20万公顷,产量约为600万吨。

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牡蛎贝壳占体重的85%以上,95%以上的成分是碳酸钙。牡蛎壳内的无机碳可以在自然状态下存在上千年之久,因而其固碳潜力十分巨大。生蚝通过贝壳的生物钙化作用吸收海水中的碳酸盐和重碳酸盐离子,降低了海水中无机碳的饱和度,促使海水吸收大气中的二氧化碳发挥碳汇作用。牡蛎钙化作用是指当牡蛎幼体固着以后,牡蛎生长过程中利用水体中的碳酸氢根和钙离子形成碳酸钙的过程,因而生物钙化作用被认为是牡蛎实现碳封存的主要生态过程。

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在长时间尺度上分析,生蚝贝壳的碳汇功能是毋庸置疑的。有学者认为,在短时间尺度上,海洋生物(海藻、贝类等)生命活动过程中的碳酸盐泵也是大气二氧化碳的“碳源”。譬如,牡蛎生物活体在呼吸和钙化过程中,就会向大气中释放二氧化碳气体。牡蛎固碳的基本形式包括软组织生长和贝壳钙化过程。在短时间尺度下,活体牡蛎的生物钙化作用过程到底是大气碳的“碳源”还是“碳汇”,目前学界尚存一定的争议。

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牡蛎贝壳生物钙化固碳机理主要包括两个过程:一是通过合成分泌生物大分子化合物形成贝壳的有机质框架;二是将形成贝壳相关的无机盐离子(Ca2+HCO3)运输至钙化点合成碳酸钙。活体牡蛎贝壳固碳的微观机理研究,不是太容易搞的。

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通过“生物学+化学”的实验量化研究方法,探究短时间尺度下牡蛎贝壳钙化作用对海洋二氧化碳吸收能力的影响,是该项课题的研究瓶颈。该研究方向,值得去搞一搞的。


参考文献:略



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