浮游动物影响洪堡海流生物碳泵的效率

海洋生物在全球碳循环中发挥着至关重要的作用。浮游植物从大气中吸收二氧化碳，并将其封存在有机物中，然后沉入深海，在那里可以长期储存。到目前为止，这个过程——生物碳泵——被认为在缺氧地区特别有效。

基尔 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心的研究人员进行的一项新研究表明，某些浮游动物物种对生物碳泵的影响被低估了。科学家们在《通讯地球与环境》杂志上发表了他们的发现。

在海洋中，阳光照射下的表层水中的有机颗粒会沉入海底。这一过程是生物碳泵的重要组成部分。它结合大气中的二氧化碳(CO 2)并为深海生态系统提供能量。

先前的研究表明，生物泵在地表以下有最低氧气区 (OMZ) 的区域特别有效。由于缺氧，浮游动物等颗粒消耗者无法有效减少向深海的碳输出。

来自基尔 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心的研究人员在他们的新研究中挑战了这一假设。以秘鲁海岸附近的热带上升流系统为例，他们能够展示浮游动物物种对这些地区生物碳泵效率的影响。

研究人员能够证明，能够耐受缺氧的浮游动物物种会消耗下沉的颗粒，从而减弱向深海的碳输出通量。研究小组调查了秘鲁海岸附近一个具有千年历史的永久氧气最低区的地区的碳通量及其衰减。

他们于 2017 年 4 月和 6 月使用科考船 METEOR(M136 和 M138)进行两次探险，在洪堡海流中收集了样本，方法是部署六次漂流沉积物捕集器，以收集 OMZ 中 50 至 600 米深度的下沉颗粒并进行化学分析。该团队还使用垂直多网拖运，从不同深度收集浮游生物样本，以及水下视觉分析仪(UVP5)(一种耐压水下相机)，以获得各种浮游动物物种出现的高分辨率数据。

“基于几种独立的方法，我们的结果提供了一致的证据，表明即使在低氧系统中，浮游动物也会与下沉的颗粒相互作用，从而减少向深海的碳输出。在秘鲁发现的物种非常适合在低氧条件下生活。最近形成的低氧区，例如由于富营养化而形成的低氧区，动物通常会避开，”该研究的通讯作者、GEOMAR 生物海洋学教授兼海洋生物地球化学研究室主任 Anja Engel 博士说。

结果挑战了先前盛行的假设，即在最低氧区域生物碳泵的效率一致。“浮游动物再次被证明是调节碳泵的关键角色，”恩格尔博士解释说。鉴于他们的发现，作者呼吁大幅增加对深海生态系统的观测和了解，以便对海洋碳循环做出可靠的预测。