近日，中国科学院海洋研究所宋金明、袁华茂团队联合德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）在地学期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》发表了题为“Influence of hydrodynamics on the composition and reactivity of particulate organic matter in a large river influenced ocean margin”的研究成果，研究团队聚焦受水团运动、涡流和台风等多种水动力过程影响的长江口及邻近黄东海的海水POC，揭示了水动力过程对边缘海颗粒有机质构成和活性的影响机制。
边缘海占全球海洋表面积的约7%，但却具有初级生产力高、异养代谢活跃和有机碳埋藏迅速的特点，在全球碳循环中发挥着重要作用。边缘海特别是受大河影响下的边缘海通常具有复杂的水动力过程，加之受到人类活动和气候变化的影响，导致这一区域有机质的来源及生物地球过程异常复杂。尽管在过去二三十年已在边缘海进行了大量研究，但对于水动力过程是如何影响颗粒物构成、生物活性及细菌转化等重要科学问题并未探明。
本研究通过科学三号考察船于2017年春季和秋季在长江口及邻近区域采集了悬浮颗粒物及水样，通过探析颗粒有机碳含量及其组分D/L氨基酸并结合营养盐浓度以及细菌群落结构，深入探究了有机碳的构成、活性和细菌转化过程。
研究发现，在受长江冲淡水、气旋型涡流和台风影响的区域，颗粒有机质具有相对较高的生物可利用性，这与水动力过程增强营养盐供给、促进新鲜有机质的浮游生物生产有关。相比之下，受台湾暖流影响的区域虽然台风促进了水体混合，但其寡营养的特征仍导致颗粒有机质的生物活性较低。进一步分析发现，具有高生物活性的颗粒有机质伴随较高的胞外酶活性，表明活性有机质可以迅速激发异养转化。通过细菌生物标志物D-氨基酸估算了细菌对颗粒有机碳的贡献，结果显示高生物活性的颗粒有机质同时具有高的细菌有机碳贡献，并且约2/3的细菌有机碳以细菌残骸的形式存在，表明高生物活性的生物热点区域可能代表了碳封存的重要场所。本研究揭示了边缘海新鲜有机质的生产在很大程度上受水动力过程驱动的营养盐供应控制，对进一步认识动态边缘海的碳转化和碳封存具有重要意义。
论文第一作者为中国科学院海洋研究所郭金强博士（现为德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心GEOMAR博士后），宋金明研究员、袁华茂研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、崂山实验室、中国科学院先导专项等项目的联合支持。
论文信息：
Guo, J. Q, Zhou, B., Achterberg, E. P., Song, J. M., Duan, L. Q., Li, X. G., & Yuan, H. M. (2024). Influence of hydrodynamics on the composition and reactivity of particulate organic matter in a large river influenced ocean margin. Journal of Geophysical Research: Oceans, 129, e2023JC020488.
原文链接：
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC020488