透明多聚颗粒在南海的分布特征及其对碳循环的影响获揭示
近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)李芊研究员团队揭示了南海北部透明多聚颗粒(TEP)的动态分布特征及其对海洋碳循环的影响。相关研究成果发表于国际知名环境科学与生态学期刊Science of the Total Environment(《总环境科学》,IF7.96)。博士生葛在名为第一作者,李芊研究员为通讯作者,合作者还包括厦门大学杨伟锋和柳欣教授,以及LTO吴正超副研究员。
TEP是海洋中普遍存在的一种凝胶状生源有机颗粒物,其生产速率可达海洋初级生产的5-10%,是海洋颗粒有机碳(POC)库的重要组成部分。TEP的粘度较大,能吸附其他小粒径颗粒形成大的聚合体,促进“海雪”的形成,进而影响海洋POC沉降输出以及相关的生物地球化学循环过程。
南海北部海区的水动力过程差异性显著,同时受到大河输入和人类活动的显著影响,是研究TEP动态分布过程的天然实验室。本研究发现,南海北部TEP浓度在真光层内较高且呈现近海高、外海低的规律;TEP主要生源是浮游植物,其生产受到浮游植物种类和营养盐限制的影响。在近岸海区,TEP的动力过程还受到珠江淡水注入和颗粒沉降的显著影响。TEP含碳量对POC的贡献率为8.3-81.6%,且近岸海域的贡献大于外海;这与先前研究认知不同,原因是南海北部近岸受到河流输入外源TEP的供给,这也表明了TEP在该海区颗粒沉降中可能扮演着更为重要的角色。研究还发现,相对于POC的其他组分,TEP组成的碳能够被颗粒附生细菌优先利用,说明TEP对南海北部的碳循环有着深远的影响。
该研究工作得到国家自然科学基金(41676108, 41706181)、广东省领军人才专项支持计划(2019TX05H216)、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0305)、国家重点研发计划(2016YFA0601203)等联合资助。
相关论文信息: Zaiming Ge, Qian P. Li, Weifeng Yang, Xin Liu, and Zhengchao Wu. Transparent exopolymer particle dynamics along a shelf-to-sea gradient and impacts on the regional carbon cycle [J]. Science of the Total Environment, 2022, 808:152117.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972107193X?dgcid=author
图1. 南海北部海区调查断面及时间序列观测站位(K11)
图2. 南海北部陆架-海盆断面叶绿素-a (Chl-a)和透明多聚颗粒(TEP)的垂直分布特征
图3. 南海北部的透明多聚颗粒分布及其对碳循环的影响(概念图)
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