南海北部近海浮游植物對大氣沉降的響應機制獲揭示
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）研究員李芊團隊揭示了夏季南海北部近海浮游植物對大氣沉降的響應機制。相關研究成果發表在國際知名地學期刊Limnology and Oceanography（《湖沼與海洋》）上。李芊研究員為論文的通訊作者，博士研究生周衛文為第一作者。
大氣沉降是海洋營養元素的重要來源，平均而言，大氣沉降輸入近岸海洋的營養通量與河流輸入通量相等。氣溶膠顆粒中不僅包含礦物質營養鹽和痕量金屬，還包括受人類活動影響的成分，它們可以影響海洋浮游植物生理水平和群落結構，在海洋碳循環和碳中和發揮著重要作用。與開闊外海相比，準確評估近岸及陸架區生態系統所受大氣沉降的影響顯得更具挑戰性，但該海區是全球初級生產力的重要組成部分，對于理解大氣沉降影響全球海洋生物地球化學過程至關重要。
南海北部受到的氣溶膠負荷由于人類活動影響越來越大，但其中大氣沉降的生物響應機制依然沒有得到充分的闡釋。本研究發現，無論浮游植物群落中先前的營養鹽限制類型如何，氣溶膠和雨水的添加都會使微型浮游植物的大小分數顯著增加。植物有三種不同的響應：正面，無影響，負面。瓊東上升流區明顯的抑制作用，可能是由于上升流帶來的次表層浮游群落對痕量金屬生理毒性耐受力較差所致。原綠球藻的生長受到添加物的一致抑制，但對于其余的微微型浮游生物群落，都觀察到了正面和負面的影響；氣溶膠和雨水的添加會刺激磷限制聚球藻，而氮限制聚球藻則受到抑制。結果表明，陸架海浮游植物對大氣沉降的響應受氣溶膠中營養鹽的施肥效應和氣溶膠中痕量金屬的生理毒性作用共同影響。
該研究加深了我們對大氣沉降影響南海北部陸架區浮游植物生物量和群落結構空間分布的認識。
該研究工作得到南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項、國家自然科學基金、以及LTO重點實驗室研究基金等聯合資助。
相關論文信息： Weiwen Zhou, Qian P. Li*, & Zhengchao Wu, (2021). Coastal phytoplankton responses to atmospheric depositions in the northern South China Sea during summer, Limnology and Oceanography, 66, 1298-1315.
https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lno.11683
圖1. 南海北部陸架海區調查斷面及船基培養實驗站位
圖2. 不同斷面的典型站位浮游植物葉綠素對限制性營養鹽添加和大氣沉降添加的響應
