南海近岸鋒面系統的生物地球化學效應獲揭示
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南海近岸溫度鋒面系統中浮游生物粒徑結構及其相關變量對物理和生地化過程的響應機制。相關研究成果發表在國際知名地學期刊Progress in Oceanography（《海洋學進展》）和Journal of Geophysical Research-Biogeosciences（《地球物理研究雜志-生物地球科學》）上。李芊為論文通訊作者，博士研究生劉子嘉為第一作者，博士研究生葛在名等成員為共同作者。
浮游生物是海洋生態系統的重要組成部分，浮游植物的生長和浮游動物的攝食等生態過程與浮游生物的粒徑結構密切相關。透明胞外聚合物（TEP）是海洋浮游生物群落衍生的一種凝膠狀有機顆粒物，是海洋顆粒有機碳庫的重要組成部分。對浮游生物粒徑結構及相關TEP變量的研究，對于探究海洋碳循環及能量循環都具有重要意義。
對南海北部近岸溫度鋒面系統開展了現場觀測。研究發現，在鋒區表層水中，近岸側有更高的浮游植物生物量和TEP生產，導致更高的TEP濃度。同時，受到較高濃度的營養鹽以及高粘度TEP的影響，近岸側浮游生物粒徑較大。鋒區外海側TEP濃度較低而生產率較高，這是由于營養鹽限制，使光合作用的固碳更多地被用于產生TEP所致。同時，由于營養鹽濃度降低和水溫改變，使得該區域大粒徑生物占比減少，小粒徑生物占比升高。然而對于底層水，鋒面次級循環帶來的沉積物再懸浮增加了鋒區富含TEP的聚合水平。這造成的小粒徑顆粒輸入也導致了粒徑譜斜率在鋒面區域處出現極小值，即在該位置小粒徑顆粒占比最高。總結來說，近岸溫度鋒扮演著浮游生物聚合體捕獲器的角色，驅動TEP在鋒面近岸側循環，這在一定程度上減少了TEP等相關碳通量向開闊海域的側向輸運。
本研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省領軍人才專項支持計劃、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等聯合資助。
相關論文信息： Zijia Liu, Qian P. Li*, & Zaiming Ge, and Yiping Shuai, 2021. Variability of plankton size distribution and controlling factors across a coastal frontal zone, Progress in Oceanography.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661121001506
Qian P. Li*, Zaiming Ge, Zijia Liu, Weiwen Zhou, Yiping Shuai, and Zhengchao Wu, 2021 Transparent exopolymer particles in a coastal frontal zone and the associated biogeochemical implications. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
https://doi.org/10.1029/2020jg005893
圖1 南海北部溫度鋒面及研究斷面
圖2 鋒面系統中浮游生物群落粒徑的分布特征（從近岸到離岸）
圖3 鋒面系統中透明胞外聚合物TEP的分布特征（從近岸到離岸）
