近日，自然资源部海洋生态系统动力学实验室（MED）大洋生态团队在环境与生态领域重要期刊《Science of the Total Environment》（1区top）发表了题为“Latitudinal gradient and influencing factors of deep-sea particle export along the Kyushu-Palau Ridge in the Philippine Sea”的研究论文。该研究利用中国大洋科考航次的调查数据，首次给出了高分辨率的菲律宾海九州-帕劳海脊全水深POC通量分布，并探究了初级生产力、中尺度海洋过程、地形、流速等环境因子对不同深度POC通量的影响。我所硕士研究生王子钰为第一作者，孙栋副研究员为通讯作者，共同作者还包括我所与河海大学联合培养博士生方晨、卫星海洋环境动力学国家重点实验室杨成浩副研究员和海底科学重点实验室张国堙高级工程师。本研究受到国家自然科学基金（42076122）、卫星海洋环境动力学国家重点实验室重点项目（SOEDZZ2201）和国家大洋专项（DY-XZ-02）的联合资助。

菲律宾海的九州-帕劳海脊（KPR）因丰富的生物多样性和脆弱的底栖生物群落被《生物多样性公约》（CBD）选划为“具有重要生态或生物学意义的海洋区域”（EBSA），是未来在公海上划设海洋保护区的重要关注区，但关于其底栖生态系统食物供给方面的研究仍为空白。输入深海的POC对深海生态系统至关重要，它们是绝大多数底栖生物群落的主要食物来源。然而，在热带和亚热带西太平洋，深海POC通量的直接测量数据主要来自于少量沉积物捕获器站位，在大尺度的深海保护生态学研究中通常只能依赖生物地球化学模型数据。这些低分辨率的模型往往忽视海床复杂地形与海流的相互作用等因素，因此无法满足深海海山、洋脊、深渊等深海典型生境的保护生态学研究需求，这一空白对底栖生物多样性的模拟、制图和管理方案制定都造成了严重阻碍。

为了填补这一空白，本研究使用UVP测量了全水深的颗粒物粒径谱，并计算了沿KPR的高空间分辨率POC通量。结果显示，POC通量存在明显的纬度梯度：在西太平洋暖池区，从200m深度到2000m深度的POC输出保留了37%，而在北太平洋亚热带环流区则保留了高达51%。25°N以北的近底层POC通量（1.64 ± 0.80 mg m^-2 d^-1）明显高于整个断面的近底层平均值（0.60 ± 0.43 mg m^-2 d^-1）。统计分析表明，叶绿素浓度对除近底层外所有深度的POC通量均有显著的正向影响，而中尺度涡等局部因子以及地形与流速之间的交互效应仅对深度大于2000 m的POC通量有显著影响。粒径谱分析显示，粒径在64-323 μm的颗粒物对25°N以北近底层POC通量的增加有主要影响。这些发现表明，西太平洋POC通量的空间异质性不仅受上层海洋初级生产力的影响，还受中尺度过程、流速和地形的影响。这些结果为菲律宾海KPR区域的深海生物分布制图和动态模拟提供了关键的基础数据。

图 1. 九州-帕劳海脊（KPR）全水深POC通量分布及几个主要影响因素

论文引用：PDP下载

Wang, Z., Fang, C., Yang, C., Zhang, G., Sun, D. * 2024. Latitudinal gradient and influencing factors of deep-sea particle export along the Kyushu-Palau Ridge in the Philippine Sea. Science of the Total Environment 906, 167460.