水体CO2施肥及其碳增汇和富营养化缓解效应

碳酸盐岩风化能否形成长期稳定的碳汇很大程度上受控于陆地水体中生物碳泵(BCP)的效率.水体富营养化是BCP效应的表现形式之一,有助于固碳增汇,但却负反馈于水体生境.如何实现碳增汇和富营养化缓解效应的双赢,是具有挑战性的环境科学问题.通常认为氮(N)、磷(P)是富营养化的主要控制元素,而BCP还受到碳(C)元素的控制,尤其是在富营养化及喀斯特水体中,由于密集的水华生长和喀斯特独特的碱性水体,使得C限制问题在水体生产力和富营养化的研究中与N-P同样重要.水体CO2施肥能有效缓解水体碳限制问题,促进生产力实现水体碳增汇,并通过改变生物结构和提高BCP除磷效率实现对富营养化的抑制作用.基于此,本文综述了水体CO2施肥实现碳增汇和富营养化缓解共赢的可能性,并揭示其作用机制,这主要包括水体CO2对生物群落组成和演替以及对BCP除磷机制和效率的影响.在此基础上,展望了喀斯特水体在其中的特异性表现以及生物结构变化对碳增汇和富营养化缓解带来的影响.