科学界与私营部门近年持续关注海洋生物碳去除（marine biological carbon removal）路径，相关方案旨在增强海洋从大气中吸收二氧化碳的自然能力。不过，罗德岛大学海洋研究生院（GSO）博士后研究员梅根·沙利文（Megan Sullivan）领导的一项研究提示，部分提议在评估长期效果时可能遗漏了养分循环这一关键因素。

沙利文表示，现有讨论往往将重点放在“有多少碳从海洋表层沉降”这一指标上，但养分在系统中的循环同样重要。她称，厘清碳与养分循环之间的差异，有助于科学家更准确地判断基于海洋的气候干预措施在数十年或数百年尺度上的有效性。

该研究起始于沙利文在加州大学欧文分校攻读博士学位期间，随后在罗德岛大学以博士后身份继续推进，研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

海洋施肥与模拟框架

在多种海洋碳去除设想中，海洋施肥是讨论较多的一类做法，其中包括在特定海域添加铁以刺激浮游植物生长。其逻辑类似陆地植树：通过促进浮游植物繁殖来吸收更多大气二氧化碳，随后部分生物捕获的碳随颗粒物下沉进入深海，并可能在深海储存数十年至数百年。

为评估相关过程，沙利文及其同事构建了一个建模框架，并在高性能计算系统上运行大规模海洋模拟。模型追踪了碳以及磷在海洋中的时空迁移。磷是浮游植物生长所需的关键养分之一，而碳吸收与养分供给紧密相关，研究团队据此分析碳循环与养分循环的相互作用。

养分再分布对长期吸碳的影响

研究指出，碳与养分在海洋中的时间尺度并不一致：生物捕获的碳可能相对更快回到海洋表层，而磷等养分则可能在更长时间内滞留于深海。

沙利文解释称，这种“时间尺度不匹配”具有重要意义：如果磷等养分被锁定在深海，海洋表层的养分供给将受到影响，进而抑制浮游植物生长，降低海洋持续吸收二氧化碳的能力。

研究团队将这一潜在后果概括为“生产力宿醉”（productivity hangover）效应，即干预初期可能带来碳吸收增加，但随后在更长时间尺度上出现吸碳能力减弱。研究认为，若仅以碳输出或下沉量作为主要衡量标准，而忽视养分再分布及其反馈，一些海洋碳去除策略（包括铁施肥）可能被高估其长期气候效益。

研究还指出，随着海洋碳去除项目关注度上升，理解并纳入长期养分反馈机制，将是准确评估相关气候效益的重要环节。