因铁浓度过低，公海种植海藻可能受限
在公海种植海藻被广泛认为是去除大气中二氧化碳的可行方法，但一项新的研究表明，公海中的铁浓度不足以维持海藻的生长。Ellie Paine博士在塔斯马尼亚大学海洋和南极研究所（IMAS）攻读博士期间进行了这项研究，并将结果发表在《通讯生物学》上。
（科学家发现，海洋海水中的铁浓度太低，无法支持海带的生长。图源：Ellie Paine）
消除二氧化碳和减少其排放对于缓解气候变化至关重要。海洋大型藻类造林（Ocean macroalgal afforestation，OMA）是一种已经在进行实地试验的去除二氧化碳方法，在这种方法中，在近海有目的地大规模种植近海海藻。溶解铁（dFe）的供应经常限制海洋浮游植物的生长，然而，在海洋大型藻类造林讨论中，这一潜在的速率限制因素被忽视了。研究团队确定了由于受溶解铁浓度的影响，代表性海藻物种巨藻（Macrocystis pyrifera）的生长和关键生理功能均受限制。而该物种被认为是去除二氧化碳的一种有前途的候选植物。海洋海水中的溶解铁导致海藻生理功能受损和死亡。海藻的生长不能在现有的海洋溶解铁浓度下持续，该浓度比巨藻所需的低1000倍。海洋大型藻类造林可能需要通过溶解铁施肥，对近海水域进行额外扰动。
该研究的主要作者Ellie Paine博士说：“铁对生物碳循环的功能有重大影响，因为它决定了浮游植物和海藻的光合作用和氮吸收速率。这是第一次科学证明，在海洋溶解铁浓度下，巨型海带的生长无法持续。”
这项技术性很强的实验室研究使用了从20米深的南大洋取样的海水，进行了无微量金属的孵化实验。定制了一个正压“气泡”，用于容纳实验，并研究溶解铁对巨藻光合作用、氮吸收、生长速率和溶解有机碳释放的重要性。
Paine博士说：“我们之所以选择使用巨藻，是因为它是一种快速生长的海藻，具有很高的从海水中吸收营养的能力，这也是为什么许多计划中的海洋造林工作都集中在这个物种上的原因。我们仔细研究了溶解的无机铁，这是一种对海藻生长至关重要的微量金属，发现在有限的铁浓度下，海藻在两周后表现出显著的生理压力和高死亡率。这表明海洋海水中的铁浓度太低，无法支持海藻的生长。”
这项研究强调，公海的铁供应是海藻生长的一个关键方面，应该为正在进行的海洋植树造林辩论提供信息。塔斯马尼亚大学海洋和南极研究所海藻生理学家兼合著者Catriona Hurd教授表示：“我们的研究表明，通过种植海藻去除碳可能需要限制在世界海岸线，即从海岸线延伸到大陆架外缘的水域。在这些沿海地区，河流、沉积物和大气提供了大量且经常持续的铁来源，因此更适合种植海藻。”
编译：Daisy 审核：Richard
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参考资料来源：
1.https://www.nature.com/articles/s42003-023-04962-4
2.https://phys.org/news/2023-06-seaweed-ocean-foiled-iron-deficiency.html
Citation: Ellie R. Paine et al, Iron limitation of kelp growth may prevent ocean afforestation, Communications Biology (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-04962-4
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