《营养物质的传递维持着亚热带海洋的生产力》

  • 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:2022-11-09
  • 广阔的亚热带海流旋回占全球上层海洋有机碳输出绝大部分,在全球深海储存有机碳方面发挥着主导作用。由于大规模的海洋环流将富含营养的海水推向海洋深处,因此生物生产力受到表层营养物质的限制。在亚热带海流旋回内部,垂向混合和富含营养的水进入透光层,维持了该地区的生产力,从而阻碍了底层的能量供应。几十年来,亚热带环流的营养补给模式和生物生产力的长期维持一直是一个难题。
    近日,一篇发表在《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)的论文,通过物理海洋和生物地球化学全球涡流模拟,量化了沿密度表面和跨密度表面的营养再补给机制,包括难以观测的涡流尺度运动的贡献。结果发现:中尺度涡旋(10至100公里)通过沿密度表面时变运动,将营养物质从环流的浅侧翼输送到再循环内部。亚光层最终被这种中尺度涡旋输送和下沉粒子的再矿化以近似相等的贡献补充。中尺度涡再补给在整个亚热带地区的低温跃层中最为重要,但在环流内部的所有深度上都占主导地位。营养物质沿密度表面的横向湍流输送基本上补充了底层能量。这种包括垂直和横向运输的营养接力,最终为生物生产提供养料,并维持亚热带地区相关的碳固存。(李亚清 编译)

  • 原文来源:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2206504119
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  • 《亚热带北太平洋中层环流演化研究取得新进展》

    • 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:2020-03-21
    • 近日,国际地学权威刊物《Climate of the Past》在线发表了海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室邹建军副研究员(第一作者)和石学法研究员(通迅作者)与厦门大学、德国阿尔弗雷德韦格纳极地与海洋研究所、台湾海洋大学等单位合作的最新研究成果,“北太平洋亚热带西部千年尺度沉积物氧变化和它与北大西洋气候的联系(Millennial-scale variations in sedimentary oxygenation in the western subtropical North Pacific and its links to North Atlantic climate)”。 该研究对在冲绳海槽北部获取得的高质量重力活塞沉积岩心CHS1(1998年利用“向阳红09”船取得)进行了高分辨率多指标分析,发现末次冰期以来亚热带北太平洋西部中层深度沉积物氧含量变化在千年尺度发生显著变化,呈现冷期增加,暖期减小的特征。这种变化模式与北太平洋中层水(NPIW)形成演化密切相关,本质上受北大西洋翻转环流驱动。这是石学法团队利用该岩心在西边界流黑潮演化研究之后的又一新进展。。 作为全球温盐环流的一个重要组成部分,NPIW广泛分布在亚热带北太平洋300-800m水深范围,其最显著的特征是低盐。现代观测显示NPIW低盐水主要源自鄂霍茨克海,在向南扩张时期把北太平洋亚极地区域丰富的营养盐输运到中、低纬海域,进而影响中低纬北太平洋内部生地化循环和表层-深层海洋物质交换。之前的研究重点关注北太平洋亚极地区域,而对亚热带区域中深层通风演化的研究程度较低。 研究人员对该岩心的海表生物生产力、海底氧化还原环境进行了恢复,结合不饱和烯酮表层海洋温度、黑潮指示种等高分辨率综合记录,与北太平洋高纬区域记录进行了对比,首次明确了在千年时间尺度上NPIW通风演化对亚热带北太平洋中层水团氧化还原条件的直接影响。在Heinrich冰阶1和2时段,亚热带北太平洋沉积物氧含量明显增加。在Bölling-Alleröd(B/A)间冰阶时段,沉积物氧含量显著减小。亚热带北太平洋沉积物氧含量变化模式与NPIW通风演化模式一致,表明二者之间存在紧密的联系。目前北太平洋最小含氧带主要出现在东太平洋,而在亚热带北太平洋西部并没有观测到缺氧现象。B/A时段沉积物缺氧现象的出现表明北太平洋最小含氧带广泛扩张,必然对北太平洋海洋生态系统和物质循环产生深远影响。这对于认识增暖背景下海洋脱氧过程的理解有着重要意义。 本研究成果得到了自然资源部全球变化与海气相互作用专项项目、国家自然科学基金等项目的联合资助。 相关论文及链接如下: https://www.clim-past.net/16/387/2020/ https://www.clim-past.net/10/1735/2014/
  • 《GEOMAR“海洋之光”项目将为海洋初级生产力研究提供新视角》

    • 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:2022-01-18
    • 德国基尔赫姆霍尔兹海洋研究中心(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)海洋生物学家和化学家Thomas Browning获得欧洲研究委员会(European Research Council,ERC)150万欧元的基金资助,开展“海洋之光”(Ocean Glow)项目研究。这项基金项目旨在利用卫星观测海洋浮游植物自然荧光特性研究,调查海洋初级生产力调节机制,以便改进全球气候监测和模拟模型。项目计划于2022年中期启动,为期5年。 浮游植物是海洋中最微小的生物,为整个海洋食物链提供有机物质,是构建海洋生态系统的基础。目前,太空遥感技术是调查海洋浮游植物比较成熟的方法之一,可以清晰的可视化浮游植物空间分布状态,但其生长机制和气候变化调节机理目前仍未厘清。 “海洋之光”项目负责人Browning表示,现有的模型预测未来气候变化对浮游植物产量影响,有些结果显示增加,有些则显示减少,无法准确评估海洋初级生产力与气候变化之间的关系。实地调查的结果表明,海洋生产力在很大程度上取决于营养物的种类、浓度和丰度,而氮元素和铁元素是决定浮游藻类生长的关键营养物质。截止目前,观察浮游植物的养分限制主要借助于海洋调查船,这大大限制了调查的精度和准确度。 “海洋之光”项目旨在开发一种新方法,利用浮游植物发出的自然荧光在全球范围内对浮游植物进行跟踪监测,通过这些荧光信号,可能会知道哪些营养物质正在调节浮游植物生长,但目前暂时还做不到这一点。最终,有可能利用卫星进行全球荧光观测,监测气候变化的影响,并评估气候模型的准确性,希望能够揭示气候变化对海洋影响的关键问题。 GEOMAR将开发一种用于实验室测试不同营养条件下4种典型海洋浮游植物荧光反应的设备,并将测试结果与实地野外考察数据进行对比。最终,通过已有的气候模型加载新数据,分析现有的卫星数据,以调查养分限制的分布、季节性和变化特征。这项研究的重要意义主要体现在:(1)将有助于建立更加真实准确的地球系统模型;(2)对过去20年的卫星数据再分析,将有助于表征气候变化与海洋生产力之间的耦合关系;(3)可以准确评估海洋养分限制,这是理解未来气候变化对海洋影响的关键。(熊萍 编译)