中国科学院南海海洋研究所揭示太平洋热带寡营养盐区海洋生产力的环流驱动机制

11月28日，中国科学院南海海洋研究所颜文研究员团队在太平洋热带寡营养盐区海洋生产力的环流驱动机制研究方面取得系列新认识，研究成果发表在《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）。研究表明在末次冰消期Bølling-Allerød（B/A）暖期（约14700–12900年前），北太平洋热带-副热带寡营养区通过增强的生物泵形成大规模碳汇，有效抵消了同期南大洋强烈的二氧化碳释放，从而解释了南极冰芯记录中大气CO₂浓度异常上升停滞这一长期未解之谜。该成果为理解太平洋在全球碳循环中的作用提供了新视角，对评估未来变暖背景下海洋碳汇响应及珊瑚礁生态系统演变具有重要科学意义。

研究基于南海南部两个沉积岩芯（5G和KJ51），综合运用长链二醇指数、生源钡、甾醇类生物标志物（菜籽甾醇、甲藻甾醇）及底栖有孔虫碳同位素梯度（Δδ¹³C）等多类独立地球化学与古生物指标，重建了B/A期间的海洋初级生产力变化。结果显示，所有指标均一致指示生产力显著升高，且该现象在泛北太平洋寡营养区具有盆地尺度的普遍性。其驱动机制在于：北太平洋中层水减弱，促使富含营养盐的深层水向上输送；同时上层海洋层化加强，延长了透光层中营养盐的滞留时间，使寡营养海域实现对深部氮、磷等营养的完全利用，从而高效驱动生物泵固碳。此外，层化还促进了固氮作用，进一步提供新氮源，协同放大碳汇效应。该机制区别于高营养-低叶绿素（HNLC）海域的低效生物泵，凸显了寡营养-强层化体系在碳循环中的独特作用。研究不仅揭示了太平洋环流对大气CO₂的潜在调控路径，也为理解珊瑚礁发育的营养供给机制提供了新思路，对于维护热带珊瑚礁生态系统安全与资源可持续性具有核心指导意义。

来源：服务中心供稿