近日，中國科學(xué)院海洋研究所海洋生源物質(zhì)循環(huán)與海洋碳匯過程研究組在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于全球大洋顆粒有機(jī)碳（POC）垂向輸送變化的重要研究成果。

海洋作為地球系統(tǒng)重要的碳匯，通過“生物泵”過程將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為POC并輸送至深海，實(shí)現(xiàn)長達(dá)數(shù)百至數(shù)千年的碳封存。然而，在全球變暖、海洋酸化加劇和大洋最小含氧帶（OMZ）持續(xù)擴(kuò)張的復(fù)合影響下，大洋顆粒有機(jī)碳（POC）垂向輸送效率如何演化尚存爭議。尤其受到關(guān)注的是，大洋碳匯加強(qiáng)和OMZ擴(kuò)張導(dǎo)致的POC被保存在上部水層還是深海底部？

圖1?海洋中顆粒有機(jī)碳的沉降和轉(zhuǎn)化

為回答這一疑問，該團(tuán)隊(duì)歸納整合了全球大洋547個沉積物捕集器站位的18208條POC通量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)探析了自1980年以來海洋POC通量的演變特征。發(fā)現(xiàn)輸送進(jìn)入淺層海洋的POC通量在增加，但輸送到深層海洋（>1000米）的POC通量有下降趨勢，說明POC在海洋中層和上層的降解加速，導(dǎo)致更多碳停留在中上層海洋參與再循環(huán)，而非被輸送至深海封存。這一變化不僅削弱了海洋的長期碳匯功能，還通過消耗大量溶解氧加劇OMZ的擴(kuò)張。該研究首次揭示盡管近年來海洋碳匯在不斷增強(qiáng)、OMZ在不斷擴(kuò)張，大洋增加的碳匯主要存留在上層水體，但POC 向深海的輸送量并未增加甚至出現(xiàn)明顯下降趨勢，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了“OMZ擴(kuò)張有助于碳向深海輸送”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，為理解全球變化背景下海洋碳循環(huán)的響應(yīng)機(jī)制提供了重要科學(xué)依據(jù)。

圖2?全球大洋近四十年（a）POC通量衰減系數(shù)、（b）各深度POC通量、（c）POC輸送效率以及（d）深海通量與海洋碳匯強(qiáng)度的比值的演化趨勢

論文第一作者為中國科學(xué)院海洋研究所博士畢業(yè)生田德統(tǒng)，李學(xué)剛和宋金明研究員為共同通訊作者，鐘國榮、馬駿、王彥俊、袁華茂、段麗琴、王啟棟、邢建偉、曲寶曉、戴佳佳等為論文共同作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。

論文信息：

Tian,D.,Li,X.*,Song,J.*,et al. (2025). A decline in the vertical transport of particulate organic carbon in the global open ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans,130,e2024JC021478. https://doi.org/10.1029/2024JC021478.