新研究首次显示，浮游动物迁徙对南大洋的碳固存有很大贡献——这一过程在气候模型中被忽视了。
发表在《海洋学》和《海洋学》上的一项突破性研究表明，小型但强大的浮游动物——包括尾足类动物、磷虾和沙鼠——是南大洋吸收和储存碳能力的关键因素。
在一个国际研究人员团队的领导下，这项研究首次量化了这些微小生物如何通过季节性的垂直迁移集体增强碳固存。
南大洋是碳储存的关键地区。传统观点认为，南大洋的碳储存主要由磷虾等大型浮游动物放牧者产生的碎屑的引力沉没所主导。
这项新研究涉及另一个最近描述的过程，称为“季节性移民泵”。在这个过程中，浮游动物每年从地表水迁移到500米以下的深度，在这个深越冬阶段通过呼吸和死亡率储存碳。
该团队首先建立了一个大型浮游动物数据库，从南大洋各地收集了数千个净运输，可以追溯到20世纪20年代至今。从这些中，他们量化了浮游动物每年在深海中越冬的程度，在那里它们呼吸二氧化碳——直接有效地将碳注入深海。
关键发现：每年储存6500万吨碳：浮游动物的季节性垂直迁移将大约6500万吨碳输送到500米以下的深度。尾足类动物在“季节性迁移泵”中占主导地位：浮游动物（主要是称为尾足类动物的小型甲壳类动物）占这种碳通量的80%，而磷虾和沙林分别贡献了14%和6%。气候影响：南大洋是一个关键的碳汇，但目前的地球系统模型忽略了这个浮游动物驱动的过程。随着气候变暖改变物种分布（例如，磷虾减少、尾足类动物增加、食物来源改变），碳储存动态可能会发生巨大变化。
为什么“季节性移民泵”很重要？
南大洋吸收了海洋吸收的所有人为二氧化碳的约40%，但浮游动物的作用被低估了。与吸收碳和铁等必需营养物质的沉没碎屑不同，迁徙的浮游动物有效地将碳注入深海，同时回收表面附近的营养物质。随着海洋生态系统对气候变化的应对，这种“季节性移民泵”可能会变得更加重要。
第一作者、中国科学院海洋研究所的海洋生态学家光阳博士说
“我们的研究表明，浮游动物是无名的碳固存英雄。他们的季节性迁移产生了大规模的、以前未量化的碳通量——模型现在必须纳入这种通量。”
普利茅斯海洋实验室合著者兼高级海洋生态学家Angus Atkinson MBE教授补充道：
“这项研究是首次估计这种碳储存机制的总规模。它显示了大规模数据汇编的价值，以释放新的见解，并概述碳储存机制的相对重要性。”
普利茅斯大学的合著者兼海洋生态学家Katrin Schmidt博士继续说道：
“研究表明，'季节性移民泵'是极地地区自然碳固存的重要途径。保护这些移民及其栖息地将有助于缓解气候变化。”
英国南极调查局（BAS）的合著者兼生态建模者Jen Freer博士总结道：
“磷虾因其在南极食物网中的作用而闻名，但我们发现尾足类动物在冬季的碳储存中占主导地位。随着海洋变暖，它们的栖息地可能会发生变化，这产生了重大影响。”
这项研究强调，迫切需要更新气候模型，以包括浮游动物驱动的碳通量。它还强调了管理和保护南大洋生态系统的必要性，那里的工业捕捞和全球变暖威胁着磷虾种群——磷虾是支持碳出口和南极洲独特生物多样性的关键物种。
这项国际研究是来自中国、英国和加拿大的科学家之间的合作，利用了一个世纪以来关于南大洋浮游动物生物量、分布、呼吸和死亡率的数据。
这项研究的英国部分是PICCOLO和BIOPOLE科学项目的一部分，这两个项目都在研究极地地区的生态系统过程如何将大气碳固存到深海。
