12月7日，廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院、近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室教授王為磊聯(lián)合國內(nèi)外研究人員在海洋生物碳泵研究領(lǐng)域取得最新進展。相關(guān)研究成果發(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（包括混合層泵、潛沉泵和溶解有機碳擴散輸出等）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。

海洋生物泵通過將有機碳從表層輸出到中深層海洋，實現(xiàn)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(fù)雜過程，且多難以觀測和量化。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(shù)據(jù)極為稀少，而基于地球系統(tǒng)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(xué)及地球科學(xué)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(xué)逆向反演模式，通過將海洋碳、磷和氧元素的循環(huán)進行整合，建立了生物碳泵以及營養(yǎng)鹽等參數(shù)，包括溶解無機磷DIP、溶解無機碳DIC、總堿度ALK、氧氣O2和溶解有機碳DOC的反演關(guān)系。主要的創(chuàng)新點在于，由水文參數(shù)的分布反推生物泵通量，避免了對海洋生物碳泵具體過程的直接模擬。

本研究根據(jù)有機物的輸出形式將生物碳泵分為平流+擴散碳輸出和非平流擴散輸出。課題組研究發(fā)現(xiàn)，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，如亞熱帶的北大西洋和南大西洋、高緯度的北大西洋和南大洋輻合帶。研究還發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)生的再生DIC儲量對停留時間（τ）的分布函數(shù)，首次為生物碳泵提供了時間域視角。

據(jù)悉，王為磊為該論文的第一作者及通訊作者，美國加州大學(xué)歐文分校教授Fran?ois W. Primeau為共同通訊作者。