Выращивание водорослей не всегда создаёт поглотители CO₂

Выращивание водорослей (марикультура) рассматривается как перспективный подход для достижения углеродной нейтральности. Оно поставляет в океан большое количество органического углерода. Часть этого углерода может надолго сохраняться в океане, что является его секвестрацией. Другая часть может преобразовываться в неорганический углерод в процессе микробной минерализации и аэробного дыхания, влияя на карбонатную систему морской воды и эффекты поглощения/выделения CO₂ (поглотитель CO₂ ≠ секвестрация углерода).

Обычно считается, что марикультура делает морскую воду поглотителем CO₂ за счёт фиксации углерода в процессе фотосинтеза водорослей. Однако мало внимания уделялось тому факту, что среда на фермах водорослей иногда может становиться источником CO₂, а не его поглотителем.

Исследователи из Института биоэнергетики и биопроцессных технологий Циндао Китайской академии наук изучили динамику поглощения/выделения CO₂ и влияние на среду на разных стадиях роста ламинарии под регулирующим воздействием микробов. Результаты опубликованы в Agriculture, Ecosystems & Environment.

Учёные провели мезокосмные эксперименты in-situ и восемь полевых исследований на разных стадиях роста ламинарии в районе интенсивного выращивания в Китае. Они обнаружили, что среда на ферме действовала как поглотитель CO₂ на стадии быстрого роста водорослей (с января по апрель), но становилась источником CO₂ на стадии старения ламинарии (с конца мая по июль). Одновременно pH и концентрация растворённого кислорода в морской воде, которые росли в первые месяцы, начали снижаться с мая по июль.

Водоросли на поздней стадии могут быстро вызывать закисление и деоксигенацию морской воды, превращая окружающую среду в источник CO₂. Выделение растворённого органического углерода стареющими водорослями значительно увеличилось, что поддержало рост численности микробов и их дыхание. Это проявилось в заметном снижении концентрации растворённого кислорода в воде и в итоге привело к тому, что выделение CO₂ превысило его поглощение в процессе фотосинтеза.

Исследование важно для комплексной оценки эффектов секвестрации углерода макроскопическими водорослями и для рационального управления марикультурой.