通过脂质生物标志物揭示黄海中“绿潮”有机碳的命运

《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》：The Fate of Green Tide Organic Carbon in the Yellow Sea Revealed by Lipid Biomarkers

绿潮（Ulva prolifera）释放的有机碳（OC）命运不明，本研究通过特异性脂类生物标志物28-isofucosterol，对比黄海南部三个区域（影响区、沉降区、非爆发区）悬浮颗粒和沉积物中的含量，发现非爆发区表面悬浮颗粒含最高浓度（141.91 ng/L），提示新生长绿潮影响OC；沉积物中绿潮OC沉积效率仅2%-4%，远低于浮游植物（13%-95%），表明绿潮碳贡献短暂且低效，需综合方法研究生态效应和碳循环动态。

　　

摘要

自2007年以来，黄海中Ulva prolifera的严重藻华导致了大量有机碳（OC）的释放；然而，这些U. prolifera产生的有机碳的最终去向仍不清楚。本研究利用其特有的脂质生物标志物（28-异岩藻糖甾醇）追踪了2023年5月南黄海三个区域（U. prolifera生长影响区、沉积区和非爆发区）悬浮颗粒和表层沉积物中的U. prolifera产生的有机碳。我们还分析了浮游植物的脂质生物标志物。研究结果显示，在非爆发区的表层悬浮颗粒中28-异岩藻糖甾醇的浓度很高（最高可达141.91 ng L^?1），这与观察到的漂浮的U. prolifera有关，表明新生长的U. prolifera对有机碳的释放有贡献。在底部悬浮颗粒中，28-异岩藻糖甾醇的浓度（62.74–83.65 ng L^?1）在各区域间相似，这表明其中含有前几年残留的有机碳。因此，28-异岩藻糖甾醇能够在悬浮颗粒中持续被检测到，证明了其作为U. prolifera沉积物追踪剂的适用性。表层沉积物反映了多年来的输入情况，在沉积区所有脂质生物标志物的含量最高。首次量化了U. prolifera产生的有机碳的初步埋藏效率（2%–4%），这一效率远低于总浮游植物脂质生物标志物（作为浮游植物产生的有机碳的替代指标）的埋藏效率（13%–95%），这突显了大型藻类产生的有机碳输入的短暂性，而浮游植物的输入则更为持续。我们的研究结果强调了需要采取综合方法来更好地理解藻华现象加剧时的生态影响和碳循环动态。

通俗语言总结

自2007年以来，黄海每年都会发生大规模的Ulva prolifera藻华，即所谓的“绿潮”。这些藻华会释放大量有机碳（OC），但这些有机碳的最终去向一直不明确。为了追踪U. prolifera产生的有机碳的命运，我们使用了一种独特的化学标志物——28-异岩藻糖甾醇，这种物质在U. prolifera中含量丰富。我们在南黄海的不同区域对水和沉积物中的28-异岩藻糖甾醇进行了测量，并将其与浮游植物产生的甾醇进行了比较。研究结果表明，U. prolifera的残余物通过洋流被输送到了较远的地方，这一点从藻华区域外的表层水中检测到的最高浓度可以证实。然而，在沉积物中，U. prolifera产生的有机碳的积累速度比浮游植物产生的慢10倍，其初步埋藏效率分别为2%–4%和13%–95%。这一结果表明，尽管绿潮的规模很大，但其对长期碳储存的贡献相对较小。随着绿潮发生频率的增加，我们的研究为了解它们在海洋生态系统和碳循环中的作用提供了宝贵的见解，这对于有效的海岸管理至关重要。

利益冲突

作者声明与本研究无关的任何利益冲突。

数据获取声明

支持本研究结果的数据可通过Zenodo平台获取（Wang等人，2026）。