在全球气候变化背景下，二氧化碳浓度持续升高对水域生态系统的影响越来越受到关注。近日，我国科研团队在该领域取得进展，系统揭示了浮游植物——聚球藻在高浓度二氧化碳环境下的碳分配响应机制。浮游植物是水域生态系统的重要调节者，其碳固定与分配过程直接影响水体碳循环。通过改变颗粒态有机碳与溶解性有机碳的比例，浮游植物决定了碳元素在水体中的去向，进而影响生态系统的碳储存能力。但在较长一段时间里，关于未来高二氧化碳条件下浮游植物碳分配将如何变化、由哪些机制驱动，科学界仍缺乏清晰认识。围绕此问题，中国科学院华南植物园研究团队设计并开展实验，模拟当前（400ppm）、中等升高（850ppm）和极端升高（1370ppm）三种二氧化碳浓度情景，系统观测聚球藻FACHB-410株的碳分配变化。结果显示：在中等升高二氧化碳条件下，聚球藻的碳分配模式与当前水平相比差异不明显；而在极端高二氧化碳条件下，其总有机碳含量下降47.05%，同时细胞外溶解性有机碳比例由22.66%升至44.32%。这一结果提示，在极端高二氧化碳环境中，聚球藻会调整原有碳分配策略：减少用于细胞构建的有机碳，将更多碳以溶解态释放到水体中。这意味着，聚球藻通过生物碳泵向深海输送碳的能力可能减弱，而其对表层水体碳库的影响则相对增强。专家指出，该研究为评估未来水域生态系统碳汇功能提供了新的依据。随着大气二氧化碳持续上升，浮游植物群落结构及功能可能随之改变，进而影响全球碳循环格局。研究团队建议，后续应扩大研究对象，比较不同浮游植物对高二氧化碳的响应差异，并开展长期观测，以检验实验室结果在自然环境中的适用性。
从微观层面的碳分配变化到宏观尺度的碳汇效应评估，关键在于更清楚地识别生态过程、并更准确地量化其影响。在气候变化不确定性增加的当下，持续推进基础研究与跨学科合作，有助于更客观理解自然系统的反馈机制，为应对全球变暖、提升碳汇治理的科学性提供支撑。