近日，MED海洋生态化学研究团队基于中国第38次南极科学考察资料，在阿蒙森海和宇航员海溶解营养盐循环研究方面取得系列进展。相关成果分别发表于Journal of Ocean University of China和Acta Oceanologica Sinica。我所硕士研究生耿云裳、陈丽诗分别为两篇论文第一作者，赵军副研究员为通讯作者。

阿蒙森海研究显示，浮游植物群落结构主导混合层营养盐空间分布。冰间湖以南极棕囊藻为优势种，其旺盛生长导致硝酸盐显著消耗，混合层平均浓度降至12.07 μmol/L、最低1.74 μmol/L，存在潜在氮限制；邻近开阔海以硅藻占优，硅酸盐消耗更显著，混合层平均浓度低至45.59 μmol/L。磷酸盐则主要受海冰退缩、环极深层水上涌和下降风等物理过程调控。月际变化呈现溶解无机氮先于硅酸盐消耗、二者于3月回升的特征，反映了南极棕囊藻向硅藻的群落演替（图1）。

图1   夏季阿蒙森海冰间湖（ASP）环境参数和营养浓度的季节变化示意图。该图显示了以下方面的时间变化：1）营养盐（硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐）浓度，2）混合层深度（MLD），3）叶绿素a浓度。深蓝色的波浪线是海面。在海冰覆盖期间，每个参数的时间趋势的开始和结束都用虚线表示，代表了冰盖条件下的外推趋势。数据来源：营养物浓度、MLD和叶绿素a来自Arrigo and van Dijken (2003)、Kim et al. (2016a)、Lee et al. (2016)、Yager et al. (2016)和本研究。浮游植物群落演替动态参考了Wilson et al. (2015)、Lee et al. (2016)和Lee et al. (2022)的研究。营养限制阈值来自Franck et al. (2000)和Millero (2013)。

宇航员海研究将海域划分为陆坡锋区、开阔海区和安角邻近区。2022年夏季各站均无氮、磷、硅限制，但空间异质性明显：陆坡锋区硝酸盐和磷酸盐最低、硅酸盐和Si/P最高，主要与南极棕囊藻优势及浅混合层抑制磷酸盐补给有关；开阔海硅酸盐最低、亚硝酸盐最高，反映硅藻生长及铁限制抑制亚硝酸盐氧化菌活动；安角邻近区磷酸盐最高，得益于较深混合层促进垂向补给。月际变化显示，2月硅藻快速生长消耗硅酸盐并伴随亚硝酸盐积累；全区叶绿素a下降、铵盐升高，指示浮游动物摄食增强。长期趋势分析进一步表明，南极中层水磷酸盐浓度过去半个多世纪呈显著上升趋势，速率约0.003 μmol/(L·a)（图2）。

图2   南极中层水中硝酸盐（a）和磷酸盐（b）年平均浓度的时间序列（γ_n=28.0）。灰点代表Iida et al. (2013)的数据。黑点代表Huang et al. (2022)和本研究的数据。红线是对所有数据的线性拟合，浅红色带表示95%的置信区间。线性回归：n=30，R²=0.24，p>0.05（a），n=31，R²=0.65，p<0.001（b）。

两项研究从空间分异、月际演变和长期趋势三个尺度，揭示了浮游植物群落结构与物理过程协同调控南极边缘海营养盐动态的机制：物种特异性吸收比例改变氮、磷、硅的消耗与化学计量，海冰消退、混合层深度和深层水上涌调制营养盐供给，长期累积趋势可能通过南极中层水向北输送影响中低纬海洋生产力与碳循环。上述发现为评估气候变暖背景下南大洋生物地球化学循环响应、改进南极边缘海生态与生物地球化学模式提供了重要观测依据。

研究得到国家重点研发计划（2022YFE0136500）、国家自然科学基金（41976228、42276255）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（ZN2603、SOEDZZ2508）和国家极地专项（IRASCC 01-01-02、IRASCC 02-02）等联合资助。

论文信息：

Geng Y., Zhao J.*, Zhang H., Yang X., Zhu C., Chen L., Sun Y., Huang W., Pan J. (2026). Phytoplankton- and physical-regulated dissolved inorganic nutrient dynamics in the Amundsen Sea during austral summer. Journal of Ocean University of China, 25(2), 702-716. https://doi.org/10.1007/s11802-026-6268-x

Chen L., Zhao J.*, Zhu C., Zhang C., Yang X., Gao L., Zhang H., Hu J., Geng Y., Huang W., Pan J. (2026). Dynamics of dissolved nutrients in the Antarctic Cosmonaut Sea in austral summer: spatial heterogeneity, inter-monthly variability, and long-term trend. Acta Oceanologica Sinica, 45(8), 1-19. https://doi.org/10.1007/s13131-026-2679-1