南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）（以下简称广州海洋实验室）研究员周文良团队联合香港科技大学教授钱培元团队、中国科学院院士魏辅文团队，首次系统揭示了珊瑚礁生态系统在碳储存中的重要作用，并解析了礁栖鱼类、珊瑚与沉积物在碳循环中的协同机制。相关成果近日发表于《先进科学》（Advanced Science）。

中国南海珊瑚礁生态学系统。周文良 摄

海洋生态系统是地球碳循环的关键组成部分，承担着调节全球气候的重要功能。海洋通过物理过程（如气-海交换）和生物过程（如浮游植物光合作用）吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机碳或无机碳形式，储存在水体、生物体及沉积物中。其中，红树林、盐沼、海草床等蓝碳生态系统因其高效的碳埋藏能力而备受关注。

论文第一作者、广州海洋实验室-香港科技大学联培博士研究生陈奕廷介绍，珊瑚礁被誉为“海洋中的热带雨林”，具有极高的生物多样性与生产力。近年研究发现，珊瑚礁生态系统同样具备重要的碳储存潜力，其复杂的生物过程和碳转化机制在全球碳收支中发挥着不可忽视的作用。然而，其碳库特征及生物调控机制长期缺乏系统性的量化研究。

针对这一空白，研究团队创新性地构建了融合立体视频调查、元素分析及统计建模的综合方法，以中国南海区域的珊瑚礁为研究对象，对珊瑚礁生态系统中鱼类、珊瑚群落及沉积物的碳储量进行了定量评估。研究发现，中国南海珊瑚礁生态系统的总碳储量在25.73 TgC～121.99 TgC之间，其上限显著超过我国盐沼生态系统的总碳储量（24.86 TgC）。进一步分析表明，沉积物是珊瑚礁碳储量的主要载体，同时珊瑚和鱼类的生物量亦对碳储量具有重要贡献。这一关键发现说明，珊瑚礁生态系统的退化将显著削弱其碳储存能力，并可能导致已固定的碳重新释放至海洋乃至大气中。

珊瑚礁鱼类群落对生态系统碳循环的生物调控。研究团队供图

此外，研究团队系统分析了礁栖生物在碳固定、转化及释放过程中的作用机制。通过整合全球50余个珊瑚礁热点区域的研究数据，该研究发现生态系统尺度上的净钙化作用和净生产力均呈现正向趋势，表明珊瑚礁生态系统内部存在高度动态且复杂的碳交换与再分配过程。同时，研究从生物侵蚀、排泄和呼吸等途径评估了礁栖鱼类对碳循环的影响。

结果显示，鱼类群落对碳收支的影响远超其直接碳储存能力：以鹦嘴鱼为代表的礁栖鱼类，平均每年向珊瑚礁沉积物碳库输送的碳量为235.63 gC·m^-2·yr^-1。这一发现凸显了重要的生态学意义——保护珊瑚礁动物群落不仅对维护生物多样性至关重要，而且对维持沉积物作为长期碳库的核心功能具有关键作用。

该研究系统揭示了长期以来被忽视的珊瑚礁生态系统的碳储存潜力，阐明了礁栖鱼类、珊瑚及表层沉积物在塑造珊瑚礁碳库中的协同作用。研究结论不仅有助于理解生物种群在礁区碳循环中的积极影响、预测全球气候变化下其功能作用的变化趋势、凝练基于生物保护的珊瑚岛礁退化减缓新方案，更有力说明：在全球变化不断加剧的背景下，加强生物多样性保护对于维持珊瑚礁生态系统的碳汇功能及其稳定性具有重要意义。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202520612