水生生物是北极大型河流中颗粒有机物的主要来源

碳在环境中的循环是地球上生命的重要组成部分。了解碳的各种来源和储层是地球科学研究的一个主要焦点。植物和动物使用碳元素来促进细胞生长。它可以储存在岩石和矿物中，也可以储存在海洋中，或以二氧化碳形式进入大气层，导致地球变暖。

海水中颗粒有机物(POM)是海洋中有机物的主要存在形式之一，颗粒有机物的生物地球化学过程与各种化学驱动因子包括盐度、DO、pH、营养盐等密切相关，在海洋中生物地球化学循环中扮演着重要的角色。是海洋生物泵的主体，调控着海-气界面的碳通量。通过生物泵作用，浮游植物固定的CO2即POM绝大部分通过微生物的再矿化作用返回到大气中，或以溶解有机物形式储存于海洋中，小部分沉降至深海，从而调节着海洋碳循环和全球气候。

图源：百度百科

在北极河流中运输的颗粒有机物以前被认为主要来自脆弱的北部高纬度土壤。发表于《美国国家科学院院刊》的一项新研究发现，北极河流中的植物和小型生物可能是流入北冰洋的颗粒有机物的一半以上的原因。这一比例比之前估计的要大得多，它对海洋中封存的碳量、以及进入大气层的碳都有影响。有必要重新评估北极河流POM和其在全球碳循环中的作用。

长期以来，科学家们一直在测量河流中的有机物，以了解碳是如何在流域中循环的。但这项研究表明，北极主要河流中的生物体是碳输出的主要贡献者，约占流入海洋的颗粒有机物(腐烂生物体的微小碎片)的40%至60%。

佛罗里达州立大学的研究人员说: “人们总是把这些北极的主要河流和全球其他许多河流当做陆地的下水道，将初级生产和土地分解产生的废料排入其中。但这项研究强调，这些河流本身就有很多有机物质。”

科学家通过研究水道中的碳，以更好地了解碳元素如何在环境中循环。当陆地上的有机物质分解时，它会进入河流，而河流又会流入海洋。其中一些碳支持着海洋生物，另一些则沉入海底，埋在沉积物中。

图片：育空河在春季解冻的高峰期，研究人员在此取样。 图源：Robert Spencer研究人员观察了北冰洋的六条主要河流：育空河、马更些河、鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河和科雷马河。利用近十年来收集的数据建立模型，利用碳的稳定同位素和放射性同位素特征，以及颗粒有机物的碳氮比，来确定可能的来源对每条河流化学成分的贡献。

与河流中产生的碳相比，从下游冲刷的土壤中产生的碳更有可能被埋在海洋中。这些碳更有可能漂浮在海洋中，被那里的生物吃掉，最终以二氧化碳的形式被呼出。气候变化引起的变暖和二氧化碳浓度的增加可能会加剧土壤的不稳定和北极河水生生物量的产生，从而增加POM流入海洋的通量。水体生物量POM通量随变暖的小幅增加约7%相当于深层土壤POM通量增加约30%。

研究人员指出，这项研究发现了这些北极主要河流的工作方式以及它们如何向海洋输出碳。我们必须了解其碳循环，并预测它将如何变化。这与北极变暖的速度非常相关。

参考文献：

1. http://html.rhhz.net/hjkxxb/html/20131109002.htm

2. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2209883120

3. https://phys.org/news/2023-03-decaying-biomass-arctic-rivers-fuels.html

4. https://mel.xmu.edu.cn/info/1012/6273.htm

编译：Sara

审核：Daisy

编辑：Tommy