《PNAS:微生物反馈对海洋铁可用性的优化》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-03-28
  • 3月3日,PNAS期刊发表了题为“Microbial feedbacks optimize ocean iron availability”的文章。由于游离铁在好氧条件下被迅速清除或沉淀,因此铁是大部分表层海洋生物生产的限制因素。溶解铁的现存量是通过与生物过程产生的有机分子(配体)结合来维持的。文章假设铁循环、微生物活性和配体丰度之间存在正反馈:外部铁输入促进微生物生产,产生支持海水中更多铁的有机配体,导致进一步的宏量营养素消耗,直到宏量营养素或光照等其他微生物需求受到限制,而且额外的铁不再增加生产力,生物生产力达到最大化。这种反馈出现在宏量营养素和铁的耦合海洋循环的数值模拟中,解决了微生物动态生产和铁螯合配体的损失。模型仅在限定配体源/汇比的有限范围内与现代营养分布相似,通过微量营养素和宏量营养素推动海洋模型在全球范围内进行整合,使全球产量最大化。本研究认为全球范围的微生物配体循环选择可能已经发生,以维持海洋中“刚好足量”的铁。
    (刘思青 编译)

  • 原文来源:https://www.pnas.org/content/117/9/4842
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    • 编译者:liguiju
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    • 研究表明,海洋经向翻转环流(MOC)能将富含碳和营养盐的深层水带到南极洲海水表层。由于受光照和溶解铁的限制,光合微生物无法完全消耗这些营养盐,在一定程度上影响了无机碳进入大气的量。MOC上升流的变化可能调节了南大洋的排气作用,导致冰器—间冰期大气CO2的振荡。然而,探索现有的数值模型通常不包括生物活动与控制溶解铁可用性的有机螯合配体丰度之间的反馈。 麻省理工学院的一项研究探讨了海洋铁循环反馈对大气CO2和MOC变化之间的影响。研究表明,海洋铁循环的动态反馈机制可以使大气CO2水平与MOC强度变化解耦,具体来说,海洋环流减弱不仅减少海洋吸收二氧化碳能力,还会导致更多碳从深海释放到大气中,这一发现挑战了传统观点。 研究者总结了动态配体参数化的MOC—大气CO2关系:MOC营养盐上升流减少降低了生物活性,导致配体生产不足,铁限制加剧,营养盐利用不完全,海洋碳气排放增加,反之亦然。这种反馈机制表明铁循环反馈可能是海洋对气候变化响应的关键驱动因素。这一发现对人们理解海洋环流与碳储存的关系具有重要意义。(张灿影 编译;熊萍 责编)
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