廈門大學海洋與地球學院、近海海洋環(huán)境科學國家重點實驗室教授王為磊聯合國內外研究人員在海洋生物碳泵研究領域取得新進展。12月7日，相關成果發(fā)表于《自然》。

該研究利用自主研發(fā)的逆向反演模式，推演出全球尺度海洋生物碳泵的分布格局，揭示了平流+擴散輸出在全球生物碳泵及深層海洋碳收支中的重要作用，為全球變化背景下海洋碳匯的估算提供了重要參考。

海洋生物碳泵通過將有機碳從表層輸出到中深層海洋，實現對大氣二氧化碳的長時間封存，是海洋碳匯過程的重要組成部分。然而，海洋生物碳泵涉及多個復雜過程，且難以觀測和量化。目前，對海洋生物碳泵的直接觀測主要利用沉積物采集器，數據極為稀少，而基于地球系統模式和衛(wèi)星觀測的估算則存在較大分歧。因此，對海洋生物碳泵的準確估量是目前氣候科學及地球科學研究所面臨的重大挑戰(zhàn)。

該研究基于自主研發(fā)的海洋生物地球化學逆向反演模式，通過整合海洋碳、磷和氧元素的循環(huán)，建立了生物碳泵以及營養(yǎng)鹽等參數的反演關系。研究主要的創(chuàng)新點在于，由水文參數的分布反推生物碳泵通量，避免了對海洋生物碳泵具體過程的直接模擬。

該研究根據有機物的輸出形式將生物碳泵分為平流+擴散輸出和非平流擴散輸出。課題組研究發(fā)現，平流+擴散輸出在部分區(qū)域的貢獻率可高于50%。這些區(qū)域主要分布在中高緯度海洋。研究還發(fā)現，如果考慮全路徑碳輸出，大洋中總碳輸出可以滿足中深層海洋呼吸作用的碳需求。

研究進一步從碳在海洋中的滯留時間角度，提供了光合作用生成的有機碳和由生物碳泵產生的再生溶解無機碳儲量的停留時間(τ)分布函數，首次為生物碳泵提供了時間域視角。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06772-4

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