海洋科学家马修·科斯塔(Matthew Costa)习惯于深入研究。在加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所攻读博士学位期间，科斯塔从拉丁美洲各地的红树林中收集了100多个沉积物岩心，经常弄脏自己的手。

他和其他研究人员已经将注意力转向这些沉积物核心，以更好地了解红树林生态系统是如何隔离二氧化碳的，二氧化碳是一种导致地球变暖的温室气体。然后，这项工作可以为地方和全球努力提供信息，旨在利用和恢复海洋和沿海“蓝碳”生态系统，作为应对气候变化的一种可能解决方案。

11月30日出版的《湖沼学与海洋学》特刊详细介绍了2019年从斯克里普斯大学毕业的科斯塔领导的新研究。在这篇论文中，他和来自斯克里普斯海洋学、加州大学河滨分校和其他研究机构的几位合著者描述了他们研究不同地区红树林沉积物碳储量的工作。

虽然水生生态系统有能力在数千年的时间里捕获成吨的碳，但我们对控制一个特定地区相对于另一个地区碳储存量的因素知之甚少。为了揭开这个谜团，科斯塔和同事们从80个不同红树林环境的地点采样，包括干旱的墨西哥下贾半岛，火山加拉帕戈斯群岛，以及地质和气候独特的巴拿马加勒比和太平洋海岸。

他们的一个关键发现是最大沉积物深度的变化——在不同地点范围从7到427厘米(2.8到168英寸)——很大程度上解释了这些地区碳储量的变化。这些结果强调了使用沉积物深度测量来估计碳储量的重要性。

科斯塔现在是东北大学的博士后研究员，也是斯克里普斯海洋学的访问学者，他说:“这些红树林下面埋着多少碳，在当地有很多差异，而造成这种差异的最重要因素是沉积物的深度。”“一些研究忽略了这个变量，但这对于了解这些遗址如何获得这些碳储量的历史，以及我们应该把保护和管理它们放在哪里，以持续减缓气候变化，都是至关重要的。” 三名研究人员在加拉帕戈斯群岛(Galapagos Islands)被洪水淹没的红树林地面上驾驶沉积物取心器来收集样本。图像显示一半在水线以上，一半在水线以下。

研究人员Ismael Mascarenas, Juan José Cota-Nieto和Matthew Costa驾驶沉积物取心器进入淹没的红树林地面，在加拉帕戈斯群岛收集样本。图片来源:Octavio Aburto-Oropeza

2015年，研究人员Exequiel Ezcurra, Matthew Costa和Emma Aronson在墨西哥下加利福尼亚海岸加利福尼亚湾的Isla Espíritu Santo上进行了研究。他们访问了现场，收集了深层沉积物岩心进行分析。图片:Jon Botthoff

在测量碳储量时，研究人员通常会观察碳密度——每单位体积沉积物中有多少碳——然后将其放大，以量化一个地区的沉积物有多少。科斯塔指出，许多研究只是根据前半米左右的沉积物进行测量，然后扩大规模。

但在分析拉丁美洲不同和偏远环境中的沉积物岩心时，研究团队揭示了每个地区沉积物深度的巨大差异。例如，在不同的地区，如加拉帕戈斯群岛，他们发现在仅相隔几英里的地点，沉积物深度存在“巨大的”差异。

科斯塔说，这项研究意义重大，因为该团队增加了红树林碳储存数据所处环境的范围。通过增加这些本地测量，研究界可以更好地估算出各个研究地点的碳储量，进而为栖息地保护工作提供信息。

研究的合著者Paula Ezcurra说，这项研究的独特之处在于，它利用了不同环境下红树林沉积物中地下碳的数据集。

“研究结果强调，尽管我们研究的是相似的生态系统，比如。在拉丁美洲的沿海红树林中，存在着广泛的气候和地质条件，在这些条件下红树林可以茁壮成长，”Ezcurra说，他是斯克里普斯海洋学的前研究员，现在是气候科学联盟的科学项目经理。

“这些差异影响着每一片森林在土壤中隔离和储存有机碳的能力——我们知道这对减缓气候变化和减少大气碳是有益的。”

与本地湿地的连接

虽然这篇新论文的重点是红树林生态系统，但这些发现可以应用于其他以蓝碳储存而闻名的沿海生态系统的研究，如盐沼和海草床。

2019年从斯克里普斯海洋学毕业后，科斯塔开始在斯克里普斯海洋学的气候变化影响与适应中心(CCCIA)担任博士后学者，专注于当地潮下蓝碳生态系统的研究，这意味着碳被完全埋在水下环境中，如拉霍亚附近的海草床和峡谷。

他还开始研究圣地亚哥县受保护和恢复的湿地的碳封存情况。作为这项工作的一部分，科斯塔一直在与wildcoast(致力于生态系统保护的非营利组织)和圣地亚哥奥杜邦协会的研究人员合作，为圣地亚哥的湿地建立基线蓝碳数据集。他已经进行了广泛的实地调查，从主要地点收集沉积物岩心，包括圣迭戈泻湖、法莫萨沼泽和肯德尔-弗罗斯特任务湾沼泽保护区，这是加州大学自然保护区系统的一部分。

“我们知道沿海湿地对长期碳储存和它们提供的许多其他生态系统服务都很有价值。”野生海岸蓝碳保护经理玛丽·利塞冈(Mary Liesegang)说。“WILDCOAST和斯克里普斯海洋学之间的研究合作很重要，因为它提供了一个量化碳储存价值的机会。这些结果使我们能够确定最有效的恢复措施和政策，以确保沿海湿地在未来几年仍然是碳汇。”

类似于在偏远的红树林生态系统中观察到的情况，科斯塔在圣地亚哥的城市河口发现了沉积物的变化，注意到河口一侧的沉积物可能只有15厘米深，而另一侧可能有3米深。这项新的研究表明，在任何碳储量的计算中，都需要考虑这些深度上的巨大差异。

科斯塔解释说:“控制沿海湿地储存多少碳的最重要变量，无论是红树林还是盐沼等其他生态系统，都非常简单，就是有多少富含碳的沉积物。”科斯塔说，在沿海城市，湿地受到的威胁最大，也是缓解气候影响最需要的地方，获得更多的当地测量数据来绘制地下景观尤其有价值。这将有助于研究人员更好地了解湿地碳资源在加州海岸的分布情况。 

在肯德尔-弗罗斯特Mission Bay沼泽保护区收集的沉积物芯。图片来源:Erik Jepsen/加州大学圣地亚哥分校

科斯塔说:“这些发现对沿海规划、保护和恢复的利益相关者非常有用，特别是在高优先级地区。”

这些数据仍在收集和准备中，但研究人员希望尽快分享结果。

除了Costa和Paula Ezcurra，湖沼学和海洋学论文的合著者还有加州大学河滨分校的Exequiel Ezcurra;Joy Kumagai, James Leichter和Octavio Aburto-Oropeza与斯克里普斯海洋学;Pelayo Salinas-de-León与查尔斯达尔文基金会合作;以及本杰明·特纳，他目前隶属于佛罗里达盖恩斯维尔大学。

科斯塔的博士实地工作得到了赫尔姆斯利慈善信托基金、美国国家科学基金会研究生研究实习计划和史密森热带研究所短期奖学金的支持。他在巴哈半岛的采样和样本分析得到了米亚·泰格纳纪念奖学金和加州大学墨西哥和美国研究所(UC MEXUS)论文研究资助计划的支持。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。