变暖和过度捕捞可能会改变鱼类在海洋碳循环中的作用

硬骨鱼通常被认为是食物来源，而不是碳调节剂。它们提供一系列与减缓气候变化有关的服务。例如，它们在生长时将碳储存在体内，并通过下沉的粪便和尸体将其输出到深海。但它们也从肠道内的海洋盐中制造碳酸盐，并以高速率排出体外。这使得它们在海洋的无机碳循环中尤为重要。

由于海洋中有大量鱼类，碳酸盐对无机碳循环的重要性不容小觑。鱼碳酸盐可以下沉并成为沉积物的一部分，或者溶解并增加水中和酸的能力。因此，它们可以增强海洋缓冲酸化的能力。《自然通讯》上的一项新研究揭示了鱼类对碳酸盐排泄的控制。这些发现促进了我们对气候变化时期海洋生物地球化学和物理过程的理解。

在莱布尼茨热带海洋研究中心(ZMT)的带领下，一组科学家研究了各种各样的鱼类，以确定某些鱼类特征和环境变化如何控制排泄碳酸盐的数量和组成。该团队从帕劳，澳大利亚和巴哈马群岛的鱼类中取回了碳酸盐，同时将它们保存在其家乡珊瑚礁的自然条件下的水族箱内。然后，研究人员编制了一个广泛的数据库，其中包含来自380个物种的85多种珊瑚礁鱼类的碳酸盐排泄率，包括雀鲷，刺尾鱼，鹦嘴鱼，濑鱼，鲷鱼和石斑鱼。

为什么硬骨鱼会排泄碳酸盐?

海鱼生活在咸水环境中，渗透压高于血液。结果，他们的身体被剥夺了水分。“为了补充水分，鱼喝海水，但它们必须摆脱其中含有的大量钙和镁，”ZMT的海洋生物学家，该研究的主要作者Mattia Ghilardi解释说。“这些以碳酸盐晶体的形式沉淀在肠道中，并在粪便中释放到海中。专家估计，鱼粪占全球海洋表层水碳酸盐产量的3-15%。

与珊瑚和其他碳酸盐生产商不同，鱼类会产生各种各样的碳酸盐形式。根据它们的成分，这些晶体可以迅速溶解在水柱中，或者下沉并长时间埋藏在沿海浅沙中，从而有助于形成泥泞沉积物。全球变暖和过度捕捞会改变鱼类产生的碳酸盐量，并最终决定哪种碳酸盐形式的排泄最多。这可以完全调整鱼类在海洋无机碳循环中的作用。

长期以来一直假设但尚未证明鱼碳酸盐排泄与其新陈代谢成正比。科学家们强烈证实了这一点。例如，高温会促进新陈代谢和碳酸盐排泄。分叉或披针形尾巴的鱼比尾巴圆的鱼更活跃，因此排泄更多的碳酸盐。有趣的是，肠道的长度也起着一定的作用：像温度一样，它会影响排泄晶体的数量和矿物组成。

海洋化学可能的变化

全球变暖和某些鱼类的过度捕捞可能会严重破坏鱼类碳酸盐对海洋无机碳循环的贡献。例如，对食物链上游鱼类的捕捞压力可能导致碳酸盐排泄急剧下降。气候驱动的鱼类大小变化可能会加剧这种影响。温暖的温度有利于生产高度可溶的鱼碳酸盐，形成较少的沉积物。所有这些因素都会影响海洋化学，并可能影响海洋进一步缓冲大气一氧化碳的能力。2.

新发现将使研究人员能够更可靠地计算不同海洋区域和全球鱼类群落产生的碳酸盐的数量和组成。“通过我们的研究，我们为更准确地预测鱼类在气候变化和过度捕捞等不断变化的条件下在海洋碳循环中的作用铺平了道路，”共同作者，ZMT的珊瑚礁生态学家Sonia Bejarano说。“这种预测对于旨在维持生态系统功能的管理和决策过程非常重要。

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