青岛
由于半封闭的地形特点，边缘海盆内部往往具有不同于开阔大洋的通风和水循环特征，进而表现出有别于开阔大洋内部的活泼碳源供应和微生物耗氧特征。此外，边缘海盆内部对于升温也更为敏感，因而边缘海盆内部溶解有机质的周转及其对于升温的响应，可视为海洋碳汇研究的现实世界证据。日本海中层（0.1-2.4°C）、南海中层（4-15°C）和深层（2-4°C）、地中海（13-15°C）相当于一组海盆尺度的温度梯度培养系统，故而成为探究温度调控深海DOM周转的“天然实验室”（图1）。
图1 南海、西太调查站位及文献资料中的日本海、地中海调查站位
研究结果
基于太平洋、印度洋和南大洋等开阔大洋内部的研究表明，类腐殖质组分的荧光强度（FDOMH）与吸光组分CDOMUVA（以aCDOM(325)表示）与表观耗氧量（AOU）呈正相关关系，因此溶解有机质（DOM）的光谱分析能有效示踪海洋无光层中微生物介导的活泼碳向惰性碳的转化过程，其斜率变化可以量化这些DOM组分的产生效率，再结合现场氧消耗速率数据，可以进一步定量评估这些有机组分的周转。由于深海水团的碳、氧信号还包括水团物理输运和混合的贡献，本研究分别通过三端元混合模型（南海）、氧消耗速率逆推法（日本海）和水团原型值（archetypal value）（地中海和开阔大洋）的方法将其扣除，得到各个海盆内部由现场生地化过程产生的“净”DOM光谱参数和“净”AOU之间的相关关系（图2）。
图2 南海、日本海和地中海“净”DOM光谱参数与“净”AOU信号之间的相关关系
将上述反应系列与海盆内部温度参数进行综合分析，我们发现升温有助于提高类腐殖质荧光组分（FDOMH）的现场产生效率，但会降低CDOM吸光组分aCDOM(325)的现场产生效率（图3a-c）。但是，当温度较高（~14°C）但活泼碳底物不足时（真光层输出的可降解有机碳浓度低，如地中海），微生物将不得不耗费更多的能量利用一些（半）惰性碳源来维持新陈代谢，表现出“深海活泼碳限制”特征。
图3 (a-c) 南海、地中海、日本海和开阔大洋DOM光学组分现场产生/降解效率与位温（θ）的关系以及（d）氧消耗速率（OUR）与温度关系图
本论文第一作者为王超博士，合作者包括厦门大学李炎教授、郭香会副教授、庄伟副教授和加利福尼亚大学戴维斯分校Randy A. Dahlgren教授。本研究工作得到了国家自然科学基金委面上项目（41876083）、中科院海洋所“科学”号高端用户培养项目（KEXUE2017G11、KEXUE2018G03）的资助，样品采集方面得到了国家自然科学基金委共享航次计划、“东方红2号”科考船、“嘉庚”号科考船的大力支持。
论文来源
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL094035
本文来源：厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室
