赵 昕 陈宏威 李文朋 李芯芯, 2, 3

阿塔卡马海沟表层水颗粒有机碳与微生物群落呼吸作用的时空变化研究*

赵 昕1陈宏威1李文朋1李芯芯1, 2, 3①

(1. 南方科技大学海洋科学与工程系 深圳 518055; 2. 南方科技大学深圳海洋地球古菌组学重点实验室 深圳 518055; 3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州 511458)

海沟是全球大洋体系的重要组成部分。研究这一极端环境的生物地球化学循环过程有助于我们进一步理解海洋的物质循环。前期研究发现, 海沟表层水体的初级生产力(NPP)对海沟沉积物埋藏的有机碳性质具有重要影响, 但是, 颗粒有机碳(POC)在沉降过程中被微生物呼吸和降解的过程尚不清楚。因此, 本研究利用2018年春“太阳号”阿塔卡马海沟(Atacama Trench)国际联合航次SO261所采集的表层水样品, 测试其中POC浓度、C/N、13C、15N等参数, 并结合0.2—0.8、0.8—3.0、>3.0 μm三种粒径微生物群落呼吸(microbial community respiration, MCR)速率测试, 探究其日变化模式及不同站位的空间变化模式, 进而衡量微生物对POC的呼吸降解作用。结果表明, 该海域表层水中对POC降解占主导作用的微生物类群粒径为0.8—3.0 μm; 24 h时间序列实验表明MCR随时间呈现“M”型曲线的双峰变化模式, 且和C/N、13C、15N等参数变化趋势吻合, 表明同一站位的呼吸速率主要与光强有关, 并对代谢有机碳的元素性质产生影响; 在空间上, 海沟站位表层的MCR显著大于非海沟站位, 并受初级生产力的影响。最后, 本文计算得到表层水微生物对NPP的呼吸降解比例在0.5%—4.6%之间。

阿塔卡马海沟; 颗粒有机碳; 表层水体; 呼吸作用; 时空变化

近年……