模型研究:细菌丰度或主导北大西洋亚热带环流区溶解有机碳分布

海洋上层水体中悬浮着由死亡的植物、动物及微生物碎片构成的微小颗粒。这些颗粒单个尺寸仅为几分之一微米,但其所含碳总量约为7000亿吨,与大气中的碳总量相当。

这些微小颗粒被称为溶解有机碳(DOC)。DOC既是海洋细菌的重要食物来源,也是对气候变化具有影响的碳储存库。不过,DOC在海洋中的分布机制长期以来仍缺乏明确解释。

Benjamin Owusu及其同事将研究重点放在北大西洋亚热带环流区。该区域DOC浓度较高。此前有观点认为,某些难以分解的DOC会被强劲洋流带入亚热带环流区并在其中长期滞留,从而造成该区域DOC积累。研究团队则提出不同假设:环流区内细菌的种类与数量可能决定DOC的累积水平。

为检验这一设想,研究人员采用消费者—资源模型,模拟细菌在不同氮素水平下对DOC的竞争过程,并将氮素作为可能限制细菌生长的因素进行考量。模型结果显示,当研究人员调整细菌丰度时,DOC浓度会随之发生变化;相比之下,死亡生物产生DOC的速率并不足以完全解释DOC的丰度。

研究团队指出,这一发现与近期一项针对环流区水体的采样研究结果一致:该采样研究发现,细菌数量不足以利用水体中所有可供摄取的DOC。

上述研究发表在《地球物理研究杂志:生物地球科学》(Journal of Geophysical Research: Biogeosciences)。研究结果被视为对传统解释路径的补充与调整,即从“DOC的生化性质决定其分解难易程度”这一长期占主导的思路,转向强调海水微生物组成在决定溶解有机物含量方面的作用。

本文信息源自美国地球物理联盟(AGU)旗下Eos转载内容。


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