近日，MED海洋生物地球化学团队与集美大学合作，在AGU旗下期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》上发表了题为“Increased DIN Storage and ΔDIC/ΔDIN Ratio in the Subsurface Water of the Canada Basin, 1990‒2015”的研究论文。该研究利用2010至2014年中国北极科学考察（CHINARE）和1990至2015年全球海洋数据分析项目（GLODAP）在楚科奇陆架和加拿大海盆采集的理化数据，分析了海盆次表层无机氮（DIN）和无机碳（DIC）的浓度以及储库的长期变化。论文第一作者为我所与浙江大学博士联培生张天桢，通讯作者为陈建芳研究员。

加拿大海盆次表层存在巨大的生源要素储库，在海冰快速消退下，该储库可能成为海盆生物地球化学过程重要的物质基础。本研究利用CHINARE和GLODAP在楚科奇陆架和加拿大海盆采集的DIN、DIC数据，分析了1990至2015年加拿大海盆次表层DIN、DIC浓度以及储库的长期变化趋势，并进一步评估了ΔDIC/ΔDIN对北极快速变化的响应。结果表明，海盆次表层DIN、DIC浓度长期保持稳定，但DIN、DIC储库和ΔDIC/ΔDIN均呈现明显的增加趋势（图1）。研究期间，太平洋入流量增加和海盆次表层水扩张是导致次表层DIN和DIC储库增加的主要原因。同时，海盆上游楚科奇陆架的底层水脱氮导致了次表层DIC储库比DIN储库增加得更快（ΔDIC/ΔDIN增加）。近几十年来，加拿大海盆，尤其是海盆边缘区上升流、中尺度涡和风暴事件逐渐增多，这增强了次表层水与上层水的混合，可能促进海盆的初级生产。然而，增加的ΔDIC/ΔDIN表明，次表层水与上层水的混合可能会为上层提供更多的DIC，这不利于海盆吸收大气二氧化碳（图2）。综上，在研究快速变化下的北冰洋生物地球化学循环时，加拿大海盆次表层与表层的长期交互作用值得关注。

本研究得到国家自然科学基金（41941013）、国家重点研发计划（2019YFE0120900）项目资助。

图1 1990 – 2015年加拿大海盆次表层（a）硝酸盐（NO₃⁻）、（b）磷酸盐（PO₄³⁻）和（c）硅酸盐（SiO₃²⁻）储库（10¹¹ mol N/P/Si）的变化趋势。蓝色点表示历年营养盐储库的平均值，蓝色虚线表示营养盐储库（蓝色点）的变化趋势。数据来源：GLODAPv2和CHINARE

图2 1990年代与2010年代加拿大海盆（与上游楚科奇陆架）的水层结构以及生物地球化学过程概念图。UW，BW分别代表楚科奇海表层水和底层水；ML，UL，SL，UL分别代表加拿大海盆混合层，上层，次表层和大西洋水层

论文引用：

Zhang, T. Z., Hao, Q., Jin, H. Y., Bai, Y. C., Zhuang, Y. P., Qi, D., & Chen, J. F. (2023). Increased DIN storage and ΔDIC/ΔDIN ratio in the subsurface water of the Canada Basin, 1990‒2015. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128(11), e2023JC019864. Doi:10.1029/2023JC019864.  PDF下载