2023年3月13日，美国科学院院刊（PNAS）刊发题为《水生生物质是北极大型河流颗粒有机物输出的主要来源》（Aquatic biomass is a major source to particulate organic matter export in large Arctic rivers）的文章称，佛罗里达州立大学研究人员发现，北极主要河流中的生物是碳输出的关键贡献者，约占流入海洋的颗粒有机物（微小腐烂生物）的40%~60%，远超以前估计的比例，对海洋中封存的碳量以及进入大气层的碳量有重要的影响。 

　　碳在环境中的循环是地球上生命的重要组成部分。了解碳的各种来源和储层是地球科学研究的主要焦点。长期以来，科学家们一直在测量河流中的有机物，以了解碳如何在流域中循环。河流被视作是土地的下水道，输出初级生产和陆地分解的废料。为此，来自佛罗里达州立大学科学家们研究了通过水路输出的碳，以更好地了解元素如何在环境中循环。随着陆地上的有机物质分解，它可以进入河流，而河流又排入海洋。其中一些碳将支持海洋生物生长，一些沉入海底，在那里它被埋在沉积物中。在北极河流中运输的颗粒有机物（POM）以前被认为主要来自脆弱的北部高纬度土壤。研究人员研究了北冰洋的6条主要河流，包括北美的育空河和麦肯齐河，以及俄罗斯的鄂毕河、叶尼西河、勒拿河和科雷马河。利用近10年来收集的数据，建立了一个模型，该模型使用碳的稳定和放射性同位素特征以及颗粒有机物的碳氮比来确定POM可能的来源对每条河流化学的贡献。模拟结果显示，年轻的、原生的和较老的来自土壤的POM可能有不同的命运：优先的微生物吸收和处理、显著的沉积物埋藏。水生生物量这个以前被忽视的端元可能贡献了泛北极POM年平均4391 Gg/a通量的39%~60%。其余部分来自页岩、深层土壤、浅层土壤、岩石成因输入和新鲜陆地产品。由于成分的差异，土壤来源的POM（如古代多年冻土）先前似乎优先保存在沉积物中，而原生POM（如水生生物质）优先为食物网提供燃料。换言之，即并非所有颗粒有机物都是一样的，来自下游冲刷的土壤中的碳比河流中产生的碳更有可能被埋在海洋中。这些来自河流的碳更有可能漂浮在海洋中，被那里的生物吃掉，最终以二氧化碳的形式呼出。这意味着河流生物量的小幅增长可能相当于来自土地的有机物质的更大幅度的增长。如果有机物中的碳移动到大气中，它将影响北极的碳循环速度和相关气候变化。原位河流生产的这一主要贡献表明，有必要重新评估北极河流POM的命运和在全球碳循环中的作用。 

　　研究人员警告称，气候变化引起的变暖和二氧化碳浓度的增加可能会加剧土壤的不稳定和北极河水生生物量的产生，从而再次增加POM流入海洋的通量。水体生物量POM通量随变暖的小幅（约7%）增加相当于深层土壤POM通量增加约30%。显然需要更好地量化端员通量的平衡如何在不同端员的不同影响下发生变化，以及这将如何影响北极系统。（刘文浩 编译） 

　　来源：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2023年第06期          

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