基于同位素的极区海洋生物泵运转及机制研究

生物泵是极区海洋净吸收大气CO_(2)的重要路径之一,也是连接海洋上层和底栖生态系统的关键环节。本文概述近10年来应用放射性核素和稳定同位素的独特指示功能,系统地开展普里兹湾、阿蒙森海、宇航员海、白令海、楚科奇海和加拿大海盆等南北极海域生物泵运转规律及维系机制的研究,探究了生物固碳、颗粒有机碳输出、有机物降解、营养盐再生和有机物埋藏等过程的动力学特征及空间变化规律,揭示了淡水组分、颗粒物浓度和痕量营养盐Fe等环境因子对生物泵的影响。研究发现,海冰融水、冰川融水/河水等淡水组分通过改变水体层化、光可获得性和营养盐供给等影响了生物固碳速率、Fe吸收速率和颗粒有机碳(POC)输出通量的空间变化;有机物降解及硝化作用主导着营养盐再生过程;南极底层水形成和颗粒物跨陆架输送影响生物泵的表-底耦合状况。同时,面对未来气候变化和人类活动的双重压力,亟待加强生物泵与食物网相互作用的研究,以准确掌握极区海洋生态系统变化的规律及机制。