산호초: 기후변화를 늦추는 잠재적 청색 탄소원, 서비스 탄소중립 목표

석토 1* 정신경 2,3* 장한 1,2 왕계방 2 분 1

1 산둥 대학 해양연구원

2 자연자원부 제 3 해양연구소 푸젠성 해양생태보호 및 복원 중점 실험실

3 자연자원부 해협 서해안섬 해안지대 생태계 야외 과학관측소 기후 변화와 인간 활동으로 인한 산호초의 전 세계 쇠퇴는 산호초의 칼슘화와 탄소 순환 과정에 영향을 미치고 있으며, 장기적으로 미해결인 산호초 이산화탄소' 원-환' 논란도 커지고 있다. 산호초의 칼슘화 과정에도 불구하고? 이산화탄소? 석방은 산호초 생태계 내부의 복잡한 생지구화학 과정과 암초 산호의 특수한 혼합 영양 특성을 감안하면 탄소 격리 기능의 특성으로도 간과해서는 안 된다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 건강명언) < P > 산호초는 생물다양성이 가장 높은 해양 생태계로 글로벌 규모로 매년 고정될 것으로 예상됩니까? 9? 억 톤의 탄소. 바다에서 산호초의 초급 생산성이 높습니까? 3-5? G C M-2 A-1, 산호초 시스템이 아닌 기여도? 5-6g c m-2 a-1. 산호초의 잠재적 탄소 격리 기능은 이미 발견되었지만, 칼슘화 과정이 동반되기 때문에? 이산화탄소? 방출, 산호초는 오랫동안 탄소원 속성으로 정의되었다. < P > 현재 산호초의 탄소원/탄소흡수원 속성은 여전히 논란이 되고 있으며, 아직 해안습지 생태계 (예: 맹그로브, 염습지, 해초침대 등) 로 대표되는 해안대 블루탄소수지에 포함되지 않았다. 따라서 산호초 생태계의' 원천-환환' 메커니즘을 명확히 하고, 산호초를 탄소원에서 탄소원으로 전환하는 생태 조절 방식과 경로를 탐구하는 것은 현재 가장 시급한 산호초 생태 복구의 움직임이며, 국가 탄소중립 목표와 녹색 발전 전략을 잘 서비스하는 데 필요한 의미이기도 하다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)

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글로벌 변화가 산호초 생태계에 미치는 영향 < P > 산호초는' 바다의 열대 우림' 으로 꼽히는 생산성 (즉 고정을 통해? CO2 생성 유기물) 가장 높은 해양 생태계는 전 세계 탄소 순환에서 중요한 역할을 한다. 산호초 생태계의 초강력 생산성은 주로 * * * 생충황조류과 (Symbiodiniaceae) 에 소속된 광합성용 갑조류 (총칭하여 충황조류, Zooxanthellae) 에 의존한다. 충황조류가 높이 올라갈 수 있을까? 95%? 광합성 제품 (예: 설탕, 아미노산, O2? 등) 산호 숙주 (산호) 에 공급하여 성장과 칼슘화에 필요한 것을 충족시킬 수 있다면, 산호는? CO2, 질소, 인 등 대사폐기물은 충황조류에 영양분으로 공급된다. < P > 그러나 산호초는 가장 취약한 해양 생태계로 환경 변화에 매우 민감하다. 산업 혁명 이후 온실가스의 대량 배출, 연안 경제의 급속한 발전, 그리고 인류가 끊임없이 해삭지와 자원에 대한 과도한 개발로 인해 기후 온난화, 해양 산성화, 해수면 상승 등 일련의 생태 문제가 발생하고 있다. 이러한 생태 문제는 세계를 가깝게합니까? 3 분의 1? 암초 산호는 멸종 위기에 처해 있고, 산호초 생태계는 계속 퇴화하고, 산호는 백색화 빈도와 심각도가 높아지고 있다. < P > 산호백화는 산호가 외부 환경에 협박을 받았을 때 물벌레의 체내에 있는 * * * 생충황조류를 대량으로 배출하고, 그 색깔을 잃고 창백하거나 완전히 투명한 스트레스 상태로, 제때에 완화되지 않으면 결국 산호의 대면적 사망과 멸종을 초래할 수 있다. < P > 지구 온난화로 인한 바닷물이 뜨거워지면서 유명한 오스트레일리아 그레이트 보초가 자생하는가? 198 년? 연간 관측 기록 데이터 이후 경험한 적이 있습니까? 3? 2 차 초대형 화이트닝 사건. 인도양과 태평양이 만나는 지역의 산호초 삼각 지대도 심각한 쇠퇴를 겪었다. 예를 들어, 필리핀의 암초 산호 커버율은 과거에 있었습니까? 1? 연간에 가까워졌나요? 3 분의 1. 우리나라 해남도 북서부, 광서주섬도? 22 년? 연간 발생 규모와 정도는 모두' 역사상 보기 드문' 대면적 산호백화라고 할 수 있는데, 산호 사망률 유추? 86%? 위에, 여전히 히드라체를 가지고 있는 산호는 충분하지 않습니까? 2% 입니다. < P > 갈수록 심각해지는 환경압력은 산호초의 생존을 위협할 뿐만 아니라 산호초 탄소' 원-환' 문제에 대한 판단의 난이도를 높인다. 따라서 산호초의 생태 복원을 강화하고, 환경 협박에 대한 탄력적 적응을 높이고, 잠재적 탄소 격리 기능을 유지하는 것은 현재 시급히 해결해야 할 과학적 난제이다.

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산호초 탄소' 소스-싱크' 논란

바다-가스? 이산화탄소? 분압차는 어느 해역을 대기로 결정합니까? 이산화탄소? 소스 또는 싱크의 핵심 요소입니다. 산호초의' 소스-환환' 속성에 대한 논란은 오랜 역사를 가지고 있으며, 특히 그것이 순원, 순환, 또는 소스-환환 간 전환이라는 주장으로 드러난다. 이는 주로 서로 다른 산호초 지역의 물리적, 화학적, 생물학적 과정의 복잡성으로 인해 탄소 플럭스와 탄소 수지 회계가 통일되기 어렵기 때문이다. < P > 산호초 지역의 탄소 플럭스 변화는 주로 유기탄소대사 (광합성작용과 호흡작용) 와 무기탄소광화 (탄산칼슘의 침전과 용해) 두 과정의 시너지 조절 (그림? 1). 산호초 지역의 유기탄소 대사 효율은 매우 높다. 그 순 생산성은 약 (.7) G C M-2 D-1, 즉 광합성용 고정이다? 이산화탄소? 거의 모든 것이 이용되고 있습니다. 그래서 산호초 지역은요? 이산화탄소? 플럭스는 주로 무기탄소 광화에 의해 조절될 수 있다. 즉 산호 칼슘화, 용해 과정에 수반되는 순? 이산화탄소? 석방하다. < P > 추산, 침전? 1 mol CaCO3 (탄산 칼슘), 바닷물 완충작용을 거쳐 데이트 석방? .6 mol CO2 에서 대기까지. 하지만 사용할까요? H14CO3-–? 그리고? 45Ca 요? 이중 표기 기술이 무기탄소원 및 수송을 추적한 결과, 암초 산호 칼슘화 과정에서 용해된 무기탄소를 활용한 것으로 드러났다. 7%-75%? 산호 * * * 생체에서의 대사. 이것은 "호흡 방출" 과 관련이 있습니까? 이산화탄소? 모두 대기로 방출되는 것은 아니지만, 형성에도 사용될 수 있습니까? CaCO3? 골격' 의 추론이 맞물려 유기탄소 대사도 순환이 될 수 있다는 것을 보여준다. < P > 또한 산호 * * * 생체의 초급 생산성은 이산화탄소? 완전히 드러나지 않는 한계입니다. 그래서 산호초 지역 사회 대사의 순 정도를 판단하고 있습니까? 이산화탄소? 플럭스를 고려할 때, * * * 생체의 순유기탄소대사와 순무기탄소광화의 상대적 공헌을 고려해야 한다. < P > 산호초 생태계의' 소스-싱크' 속성이 암초 산호의 탄소원이나 탄소 격리 기능과 정확히 일치하지는 않는다는 점은 주목할 만하다.

1. 암초 산호 자체를 보면 대기? 이산화탄소? 농도가 높아지면 * * * 생충황조류의 탄소 제한을 효과적으로 해소하고 광합성과 초급 생산능력을 강화할 수 있다. 하지만 함께? 이산화탄소? 상승으로 인한 해양 산화는 암초 산호의 칼슘화 작용을 억제하여 탄소 흡수원 속성을 약화시킨다. 모델은 산호 이외의 다른 생물학적 요인의 영향을 배제할 때 인도양-태평양의 여러 산호초 생태계가 오랜 계절 규모로' 소스' 나' 환환' 의 불확실성을 나타내는 것으로 예측했다.

2. 생태계는 결코 고립된 것이 아니며 산호초와 다른 블루탄소 생태계 사이에 탄소 교환이 존재하는 경우가 많다. 맹그로브-해초상-산호초의 연속 생태계에서 산호 * * * 생충황조류는 맹그로브와 해초침상에서 용해된 무기탄소를 대량으로 고정할 수 있고 산호 자체는 바닷물로 방출됩니까? 이산화탄소? 대형 해초, 해초, 칼슘화조류 등 초급 생산자들에게도 재사용돼 연속 생태계가 전체적으로 강한 탄소 흡수원 성질을 보이고 있다. < P > 충황조류 외에 산호는 세균, 고균, 곰팡이, 바이러스 등 다른 미생물과 함께 태어났다. 중국 과학자들이 제시한' 마이크로생물탄소펌프 (MCP)' 개념은 미생물 집단이 일련의 대사 과정을 통해 유기탄소를 불활성 용해 유기탄소 (RDOC) 로 전환하여 밀레니엄 규모의 저장을 할 수 있다는 사실을 입증했다. 이 탄소 저장 메커니즘은 해양 블루탄소의 중요한' 밀손' 이 되었다. 현재 * * * 생미생물이 산호초 탄소순환에 기여하는 추정 근거가 부족하지만, 이것은? MCP? 구동, 산호 * * * 생내외에서 동시에 할 수 있나요? RDOC? 탄소 저장 과정, 산호초 생태계에 대한 탄소 흡수 효과는 만만치 않다 (그림? 1). < P > 현재 산호초 생태계의 탄소' 소스-싱크' 에 대한 연구는 여전히 제한적이다. 특히 세포, 히드라체, 군락 등 다양한 규모에서의 탄소순환 과정과 규제 메커니즘은 예상보다 훨씬 복잡할 수 있으며, 그 역할은 아직 명확하지 않다. 이 문제를 근본적으로 해결하기 위해서는 전 세계적으로 산호초 지역 쌍을 전개하는 것이 시급한가? 이산화탄소? 바다-가스 교환 기여에 관한 연구.

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산호초 생태건강과 그' 소스-싱크' 효과 < P > 는 전형적인 혼합영양양생으로서 암초 산호가 자양과 이양 두 생활방식 사이의 탄력적인 전환은 산호초 생태계의 탄소' 소스-싱크' 속성에도 영향을 미칠 수 있다. 이론적으로, * * * 자생자가 양생장이 우세할 때 충황조광합이 고정됩니까? 이산화탄소? 산호 호흡 방출보다 더 많습니까? 이산화탄소? 양, 산호초 지역은 일반적으로 탄소 격리 효과를 보여줍니다. 반면 * * * 생체 이생양장이 우세할 때 산호는 히드라체 촉수를 통해 플랑크톤, 떠다니는 알갱이 유기물 등을 잡아먹어 추가 에너지를 얻어 호흡을 통해 방출됩니까? 이산화탄소? 충황조광합보다 양이 더 많나요? 이산화탄소? 양, 산호초 지역 전체가 탄소원 효과로 나타나는 경우가 많다. < P > 외부 강압이 심해지면 산호는 체내 * * * 생충황조류 (즉' 백색화') 를 대량으로 배출하여 주로 충황조류에 의해 발생하고, 산호 기초대사를 유지하는 자양에너지는 보급할 수 없고, 에너지 불균형을 공급한다. * * * 생체는 자양에서 이양으로의' 원환' 을 수동적으로 경험한다 어느 정도 이양 포식은 산호의 압력을 완화시킬 수 있지만, 산호가 이양 방식에 지나치게 의존해 효율적이고 자급자족 * * * 생체의 탄소순환을 포기하면 산호초 생태계가 붕괴와 와해될 가능성이 높다. < P > 환경 강압과 과도한 인위적 활동 (예: 매립, 준설, 육원 수송 등) 으로 인한 영양염, 부유물, 퇴적물의 장기 협박으로 우리나라 산호초는 심각한 퇴화를 겪고 있으며 암초 산호 종류는 환경 내성형을 위주로 하고 있다. 이양대사를 강화하는 것은 내성형 산호가 환경협박에 대한 응급적응 방식일 수 있으며, 그 생태효과는 건강한 산호초가 주도하는 탄소' 환' 시스템에서 퇴화 산호초가 주도하는 탄소' 원' 시스템으로 전환된다. < P > 산호초가 암초가 되는 과정에서 대량의 탄산염이 퇴적되어 산호초 지역으로 추정됩니까? CaCO3? 연간 누적량은 얼마입니까? .84 Pg C, 전 세계 약? CaCO3? 연간 적립량? 23%-26% 입니다.

해수와 함께 상상할 수 있습니까? 이산화탄소? 농도 상승 (해양 산성화), CO32-? 농도, 탄산염 포화도, 산호 칼슘화율도 떨어집니다. 동시에 산호 골격은 바삭하고 깨지기 쉬우며 성장률이 떨어지며 풍랑에 저항하는 능력이 약화된다. 해양 산성화의 직접적인 결과는? CaCO3? 골격이 용해되어 바다에 대량으로 방출됩니까? 이산화탄소, 탄산염 체계에 돌이킬 수 없는 영향을 끼친다. < P > 또한 산호초 생태계의 퇴화는 공간 구조 다양성의 쇠퇴, 생물다양성 수준 하락, 식품망 구조 단순화, 영양급 하락 등을 초래할 수 있다. 그 결과' 상전이' 가 발생해 각 영양급 생물에 고정되어 있던 유기탄소를 방출하고 산호초 생태계의 총 저장량을 약화시켰다. 산호초 생태계가 건강할 때 대기가 될 수 있다는 것을 알 수 있습니까? 이산화탄소? 그물 교환; 그러나 그것이 퇴화하면 대기가 되는가? 이산화탄소? 의 순원. < P > 현재 과학기술의 급속한 발전은 산호초 생태건강과 탄소' 원환' 효과를 연구하는 데 편리하다. 예를 들어, 아미노산, 지질과 같은 특정 화합물에 기반을 둔 것일까요? δ13C? 안정 동위원소 기술은 음식망 유기탄소의 이동과 분배를 추적하여 서로 다른 영양 수준에서 에너지를 얻는 몫의 크기를 정량적으로 분석할 수 있으며, 이는 산호초 생태계의 탄소흐름 분배와 에너지 추적 문제를 근본적으로 해결하고 산호의 탄력적인 영양 방식을 명확히 할 것으로 기대된다. 특히 다른 건강 상태에서 산호초의 에너지 전달과 탄소흐름 분배 법칙. < P > 최근 몇 년 동안 등장한 나노 2 차 이온 스펙트럼 기술 (NanoSIMS) 은 아세포 초미척도에서 산호 * * * 생체 내 유기탄소 수송의 탄소 지문을 제자리에서 추적하고 정량화할 수 있으며, 산호-충황조류-미생물 간 영양상호 작용, 원소순환 및 에너지 전달의 과정과 법칙, 특히 산호 칼슘화를 더욱 세밀하게 묘사할 수 있다. 이러한 기술의 응용은 산호초 생태계의 탄소 고정, 탄소 저장 메커니즘 및 탄소 플럭스의 변화 특성을 전방위적이고 다층적으로 밝히는 데 도움이 되며, 산호초 증가 패턴 및 경로 구축에 대한 이론적 지원을 제공합니다.

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산호초 생태계 증환 패턴 및 경로

산호초 탄소' 소스-환환' 문제를 근본적으로 해결하고 산호초의 탄소 격리 기능을 늘리려면 다음을 할 수 있습니까? 4? 각 방면에서 착수하다.

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시스템은 탄소플럭스와 탄소수지 연구를 실시해 학계의 오랜 현안인 산호초' 소스-싱크' 역설 < P > 에 답했다. 생태계는 산호초와 인접한 블루탄소 생태계 (예: 해초 침대) 간의 에너지 전달 메커니즘을 연구하여 특정 해역에 대한 에너지 전달 모델을 구축했다. < P > 와 함께 전형적인 산호초 지역을 선택하고 지역 규모의 탄소 순환과 탄소 플럭스 비교 분석을 수행하여 산호초 탄소' 원-환' 문제에 영향을 미치는 잠재적 요인, 시공간적 차이, 기후 변화와 인간 활동에 대한 반응을 파악했다. < P > 아세포 초미척도에 고정밀 고해상도 동위원소 추적 기술 (예: 아미노산) 을 결합합니까? δ13C? 추적), 제자리 추적 * * * 생체의 유기탄소 수송 과정을 바탕으로 충황조류, 산호충, 미생물 간의 에너지 전달 모델을 구축한다.

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산호초 생태 보호 및 복구 강화, 산호초 생태 건강 증가 < P > 산호생존율과 산호초 커버율 향상은 산호초 생태계의 탄소 격리 능력을 강화하는 전제조건이다. 기후 변화의 큰 맥락에서 산호묘포 재배, 산호 전체 또는 부러진 가지 이식, 인공초와 같은 전통적인 무성 생식 기술 기반 복구 방식은 산호의 유전적 다양성과 생태계의 안정성을 높이는 수요를 충족시키기가 어렵다. 산호성 번식방식에 의존하는 위도간 이식, 배우자 교배, 항역성 유전자 선별, 유전생육 및' 프로바이오틱스' 는