近日，中国科学院海洋研究所宋金明、袁华茂研究团队研究发现南黄海水动力过程可促进细菌对颗粒有机物的转化从而降低生物碳泵的传输效率，研究成果以“Bacterial reworking of particulate organic matter in a dynamic marginal sea: Implications for carbon sequestration”为题发表在地学期刊Organic Geochemistry。 

　　颗粒有机碳（POC）通过沉降作用将上层浮游植物固定的碳传输至海底实现长期保存，是海洋最终的碳汇。然而，POC在沉降过程中会经历微生物分解与转化等一系列复杂的生化过程，降低了生物泵的传输效率，这对海洋碳汇的形成不利，因此，海洋POC的垂直转移研究备受关注。  

　　研究团队基于氨基糖构成和丰度解析了南黄海颗粒有机物的来源、降解转化和埋藏等生物地球化学过程，并估算了细菌有机碳在POC中的比例。结果表明，南黄海35 N断面颗粒有机物（POM）浓度受控于陆源输入以及初级生产，呈现由近岸向远岸、表层向底层递减的变化趋势（图1）。南黄海POM中葡萄糖胺/半乳糖胺（GlcN/GalN）比值与Chl-a浓度具有显著正相关关系，表明初级生产是POM生物活性的重要调控因素。具有高生物活性的POM可迅速激发微生物代谢活动，从而形成异养转化的热点。整体而言，南黄海POM中GlcN/GalN比值普遍较低（<3），特别是在黄海冷水团内部具有极低的GlcN/GalN比值（约为0.7），表明POM已经历了广泛的微生物降解。基于胞壁酸（MurA）的估算表明，南黄海颗粒有机碳平均约13%来源于细菌贡献。在近岸区由于强烈的水体混合以及冷水团上方气旋性涡流的存在，增加了POM在水体中的停留时间，从而促进了细菌对POM的转化，导致细菌贡献率较高（约25%）。水动力过程影响水体POC的成岩作用降低了生物碳泵效率，但可能通过各种细菌代谢途径助力长期的碳封存（图2）。        

　　论文第一作者为郭金强博士，宋金明、袁华茂为通讯作者。  

　　论文信息：  

　　Jinqiang Guo, Yuan Shen, Huamao Yuan, Jinming Song, Xuegang Li, Liqin Duan, Ning Li. 2023. Bacterial reworking of particulate organic matter in a dynamic marginal sea: Implications for carbon sequestration. Organic Geochemistry, 179: 104583  

图1 南黄海35 N断面颗粒有机物、氨基糖不同组分的的断面分布

图2 南黄海有机碳的转化和封存途径