《Marine Environmental Research》：Carbon cycling across coastal soft sediments: the contribution of macrofaunal communities to seafloor respiration
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沿海生态系统碳循环的关键作用及宏观生物群落贡献分析。整合芬兰湾多场研究数据，发现沙质栖息地宏观生物呼吸占比更高，泥质区因有机质丰富总呼吸速率最大。季节变化显示水深影响呼吸波动，而生物群落季节波动随水深增加减弱。双壳类和环节动物主导呼吸贡献，其作用在冬季和晚夏尤为显著。研究强调碳循环评估需纳入生物多样性要素。
埃娃·K·罗尔费尔（Eva K. Rohlfer）|安娜·维尔纳斯（Anna Villn?s）|卡米拉·古斯塔夫松（Camilla Gustafsson）|约翰娜·加马尔（Johanna Gammal）|劳拉·考皮（Laura Kauppi）|卡尔·阿塔德（Karl Attard）|乔安娜·诺尔科（Joanna Norkko）|阿尔夫·诺尔科（Alf Norkko）
赫尔辛基大学Tv?rminne动物站，J.A. Palménin路260号，10900汉科，芬兰
摘要
沿海生态系统是生物多样性和碳循环的热点区域。然而，生物多样性与碳循环之间的联系尚未得到充分理解，尽管大型底栖生物在碳储存和转化过程中发挥着重要作用，但其作用常常被忽视。同时量化大型底栖生物并将其与沿海软沉积物生境中的碳通量联系起来的数据非常稀缺，这阻碍了我们对大型底栖生物对碳循环贡献的评估。在这项元数据分析中，我们结合了波罗的海（芬兰群岛）不同环境梯度下海底呼吸作用的研究数据以及底栖生物的数量和生物量数据，以研究底栖生物对不同生境类型和季节中碳循环的贡献。在沙质生境中，大型底栖生物对海底呼吸作用的贡献比例较高；而在有机质含量较高的泥质生境中，整体海底呼吸速率最高。海底呼吸作用的季节性变化随水深而变化，而底栖生物呼吸作用的季节性变异性则随水深的增加而减小。在冬季（海底呼吸作用较低时）以及夏末（海底呼吸作用下降但底栖生物呼吸作用仍较高时），底栖生物的相对贡献最大。双壳类动物（如Macoma balthica）和多毛类动物（如Marenzelleria属）占据了底栖生物呼吸作用的最大份额，凸显了它们在底栖生态系统中的核心作用。随着水深、有机质含量和温度的升高，大型底栖生物对总呼吸作用的贡献逐渐减少，表明影响碳循环的变量取决于生境类型、生物多样性和季节因素。观察到的模式强调了在碳循环评估中纳入生物多样性要素（如相对物种丰度、生物量和关键类群的功能特征）的重要性。
章节摘录
引言
软沉积物生境覆盖了大部分海洋底部，储存了大量的活性有机碳（Atwood等人，2020年），对海洋碳循环至关重要（Middelburg等人，2018年；Snelgrove等人，2018年）。沿海软沉积物生境是生物多样性和生物生产的热点区域，其特点是陆地输入强、底栖-浮游生物耦合显著、有机质通量高以及季节性变化明显（例如，Ehrnsten等人，2019年；Rodil等人）
数据来源和元分析框架
在这项元分析中，我们仅使用了先前发表的多项野外调查数据，这些调查来自波罗的海北部地区（Norkko等人，2013年；Villn?s等人，2012年、2013年；Gammal等人，2019年、2025年；Kauppi等人，2017年）。在这些调查中，在无植被的区域进行了沉积物培养和大型底栖生物多样性评估（见图S1和表1）。研究区域包括浅水沿海生境（<40米），具有不同的沉积物类型和季节性温度变化
研究总体趋势
环境变量的主成分分析（PCA）显示，各研究地点形成了不同的簇群，PC1上区分各地点的最重要因素是水深（0.53）、温度（-0.54）和沉积物有机质含量（0.54）。月份和底层水中的氧气含量与PC1的相关性较低（分别为0.34和0.15）。相反，月份（-0.48）和底层水中的氧气含量（0.73）解释了PC2上观察到的大部分变异性
讨论
浅水沿海生态系统是碳循环的热点区域，具有作为碳汇的潜力，能够有效地将大气中的二氧化碳固定并储存在海底沉积物中。在这项元分析中，我们强调了底栖生物在有机碳转化过程中的关键作用。迄今为止，人们对底栖生物通过呼吸作用处理有机碳的作用关注较少，尤其是在环境异质性较高的沿海区域
CRediT作者贡献声明
乔安娜·诺尔科（Joanna Norkko）：撰写、审稿与编辑、数据管理。阿尔夫·诺尔科（Alf Norkko）：撰写、审稿与编辑、监督、方法论设计、数据管理、概念构建。埃娃·卡琳·罗尔费尔（Eva Karin Rohlfer）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目管理、方法论设计、调查实施、数据分析、数据管理、概念构建。安娜·维尔纳斯（Anna Villn?s）：撰写、审稿与编辑、监督、方法论设计、数据管理。卡米拉·古斯塔夫松（Camilla Gustafsson）：撰写、审稿与编辑、监督
未引用参考文献
Duplisea和Hargrave，1996年；J?rgensen等人，2022年；Posit团队，2023年；Saulnier等人，2019年。数据获取
支持本研究结果的数据集将通过公共存储库或应合理请求直接从相应作者处获取。最终访问详情（包括存储库链接或获取条件）将在发表时提供。
资助
本研究得到了Walter和Andrée de Nottbeck基金会（授予E.K. R.的博士奖学金）、Jane和Aatos Erkko基金会（A.N.、C.G.）、芬兰研究委员会（授予C.G.的项目资助354454号、授予A.V.的项目资助323212号）以及Sophie von Julin基金会（A.V.）的支持。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢所有参与数据收集的技术人员、科学家和实习生，感谢他们在野外和实验室中的宝贵工作，以及他们提供的数据。本研究基于赫尔辛基大学Tv?rminne动物站的研究基础设施设施所获得的数据，该设施属于FINMARI（芬兰海洋研究基础设施联盟）的一部分。这是来自沿海生态系统研究中心的出版物
