本文章主要探讨德国波罗的海区域的海草床（特别是Zostera marina，也称鳗草）在沉积物中储存有机碳（Corg）的能力，并分析这些碳库的空间异质性及其成因。

研究背景

• 海草床能够在其沉积物中储存大量有机碳，对于缓解气候变化具有潜在价值。

• 但不同地区甚至同一海草床内的有机碳含量存在显著差异，这给准确评估其对减缓CO2排放的具体贡献带来了挑战。

研究目的

• 通过采样分析来量化德国波罗的海内的鳗草海草床及邻近非植被覆盖区的有机碳储量。

• 探讨影响这些碳库空间分布的因素，包括物理环境（如水深、沉积物颗粒大小等）和生物因素（如海草复杂度）。

实验过程

样本采集：从德国波罗的海选取了20个地点进行采样，既包括有海草生长的区域也涵盖了无植被覆盖的对照区。

德国北部波罗的海沿岸的20个采样点

⭐-暴露在波浪中，■-有遮蔽，♦-相对原始（自然保护区或某种程度的人类影响保护），⚪-人为输入（粉红色=靠近码头，紫色=船舶交通繁忙或靠近城市地区，橙色=农田，红色=旅游区，蓝色=靠近河流涌入）

对每个岩芯的5-10cm深度间隔进行粒度分布处理。首先去除可见有机物，然后将沉积物在60°C下烘干至少48h。用符合ISO 3310-1国际标准的不锈钢试验筛和振动筛分机FritschAnalysette 3 Spartan进行干筛，振幅设置为2 mm，持续15min。

确定2 mm、1 mm、500 mm、250 mm、125 mm、63 mm和<63 mm尺寸等级的沉积物分数，精确到0.01 g，并使用从每个分数之和获得的总样品质量计算每个尺寸等级的百分比。

鳗草植被(A)和相邻无植被(B)亚区的沉积物岩心，在那里意外地发现了大量保存完好的木块。

数据分析

使用元素分析仪（EURO EA元素分析仪）测定沉积物总Corg。

实验过程：首先将沉淀物在60℃下干燥48h，然后使用行星式球磨机Fritsch Pulveisette 5，玛瑙研磨罐，转速为240-300rpm，研磨至均匀的细粉15-20min。通过逐滴加入1M HCl直至停止气体逸出，将这种均质沉积物的子样品酸化以去除无机碳。在解剖显微镜下观察样品，以确保二氧化碳已经完全释放。这些酸化的样品在60℃下重新干燥48h，再次研磨，并封装在银胶囊中。基于线性回归计算总有机碳浓度。

• 乙酰苯胺和沉淀物被用作测量数据准确性和分析不确定度的标准。

• 收集并记录各采样点周围的环境参数，比如水流速度、海水深度、沉积物粒径分布等。

核心部分有机碳储量-通过元素分析仪测量的位于德国北部波罗的海沿岸的20个采样点的5 cm(A)、10-15 cm(B)、15-20 cm(C)，并整合到25 cm沉积物深度(D)。长方体和须状物显示中位数为一条线，第一和第三四分位数为铰链，最高和最低值在四分位数间距的1.5倍以内为须状物

统计建模：使用上述数据建立模型，用以预测不同条件下有机碳含量的变化趋势，并识别出主导因素。

d13C、d15N稳定同位素特征（A）和在德国北部Falckenstein(FS), Wackerballig (WB), Grossenbrode (GB), Graswarder (GW)海岸附近的海草植被和无植被亚区采样的沉积物有机碳（Corg）源比例的后验估计（B）。

主要发现

• 德国波罗的海区域内的海草床平均每平方米可储存约1,920 g的有机碳，远高于其他海域的同类生态系统。

• 有机碳储量表现出高度的空间变异性，不仅存在于不同站点之间，在单个站点内部也有很大差别。

• 影响有机碳分布的主要因素包括海草结构复杂性、细颗粒沉积物比例以及水深条件。

德国波罗的海沿岸海草植被沉积物中有机碳（Corg）含量的细粒（<63 mm）沉积物预测因子与海草复杂性之间的相互作用。

• 意外发现了一部分古老的陆地泥炭遗迹，大约形成于6000年前最后一次冰川退缩时期，成为重要的额外碳源。

从德国北部吕贝克湾Sierksdorf的Zostera marina海草植被沉积物岩芯中收集的木材的放射性碳年龄（以现在为单位，BP）

结论

德国波罗的海海草床每年可以避免约2.01百万吨的二氧化碳排放到大气中。

鉴于有机碳储存量的高度不确定性，建议未来的研究需要更加关注特定地点的具体情况，并考虑到可能存在数千年历史的深层碳沉积。

维护良好的海草生态环境对于保持高水平的有机碳储量至关重要，任何对该生态系统的破坏都可能导致已封存的碳重新释放回大气层。

在德国波罗的海沿岸20个海草草甸的海草植被沉积物中计算（海草复杂性）、建模（平均和最大最大最大轨道速度；MOV）或测量（海水深度，细粒沉积物百分比）的每个生物物理变量的平均值（±SE）汇总。