面对近海污染与气候变化双重挑战，开发基于生态系统的协同治理方案至关重要。近日，青岛能源所张永雨研究员带领的海洋碳汇与能源微生物研究团队，系统揭示了大型海藻浒苔在高效去除近海除草剂污染与增强海洋碳汇方面的双重功能与机制，为发展基于海藻生态系统的规模化解决方案提供了重要的科学支撑。

针对陆源除草剂输入严重威胁近海生态健康与碳汇潜力的问题，研究团队利用黄海浒苔绿潮作为天然实验平台，结合野外监测与室内实验，阐明了野生海藻去除除草剂污染的多重途径。研究发现，黄海浒苔绿潮暴发期间，海水中三嗪类除草剂浓度下降约60%，部分除草剂甚至彻底消失。浒苔不仅对除草剂展现出显著的强耐受与富集能力，更关键的是通过与藻际微生物协同作用实现了除草剂的高效清除。例如，浒苔释放的有机碳可富集并激活除草剂降解功能菌群。据估算，黄海浒苔每年可去除数以吨计的除草剂污染。该研究揭示了基于野生海藻生态系统规模化治理近海污染的重要潜力（Communications Earth & Environment, 2025）。

图1 海藻生态系统去除近海除草剂污染的关键途径

在增强海洋碳汇方面，研究聚焦于绿潮后期沉降浒苔藻体的自然碳汇潜力。通过对浒苔藻体长达两年的微生物降解过程追踪，发现约38%的藻源碳可转化为不同稳定形态，具备长期碳封存潜力。其中，28%转化为惰性溶解/颗粒有机碳及顽固碎屑碳等，贡献有机碳汇；10%则主要以碳酸氢根形式存在，提升海水碱度，贡献无机碳汇。该过程由微生物“双重驱动”机制主导，即微型生物碳泵和微生物驱动的碱度泵（微生物通过反硝化和硫酸盐还原等代谢，将藻源碳转化为稳定的碳酸氢根等）。研究进一步提出，通过在绿潮后期的浒苔沉降区添加环境友好型粘土矿物，利用“有机碳-矿物-微生物”协同作用，有望减弱藻体分解所致的环境负面影响，进一步增强浒苔的碳封存效应，实现绿潮“降害增汇”双赢效果（National Science Review, 2025）。

图2 绿潮藻浒苔沉降海底的碳封存形式与碳汇潜力

该系列研究系统阐明了野生海藻在近海污染治理与碳增汇方面的关键生态功能与微观机制，为发展兼具污染修复和海洋负排放效应的“基于自然的解决方案”奠定了科学基础。该研究合作单位包括厦门大学、华东师范大学、韩国浦项大学、香港科技大学、中国海洋大学等。相关成果发表于《国家科学评论》和《地球与环境通讯》期刊，研究得到了国家重点研发计划中欧蓝碳项目和海洋负排放（ONCE）国际大科学计划等支持。（文/图Barath Kumar、张增虎）

原文链接1：https://www.nature.com/articles/s43247-025-02911-z

原文链接2：https://academic.oup.com/nsr/article/12/8/nwaf273/8193708?login=false

BarathKumar S, Zhao HS, Yang LQ, Xiong TQ, Li XZ, Zhang YY*. Macroalgal ecosystem provides a scalable solution to coastal herbicide pollution via macroalga-microbiome synergy. Communications Earth & Environment, 2025,6,962

Li HM, Zhang ZH*, Chen J, Nair S, Xiong TQ, Zhao HS, He D, Lee K, Jiao NZ*, Zhang YY*. Fate and carbon sequestration potential of sunken macroalgae in coastal oceans: From long-term microbial degradation perspective. National Science Review, 2025,8,nwaf273