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海洋中发现新的铁限制区域

 

来源:斯克瑞普斯海洋研究所     发布时间:2018年12月10日

 

       浮游植物是光合微生物,是海洋食物链的基础,而铁是浮游植物生长的关键元素。众所周知,铁水平会影响浮游植物的生产力,但此前的研究大多集中在卫星可见的海洋表层区域。最近由加州大学圣地亚哥分校斯克瑞普斯海洋研究所的科学家们领导的一项研究发现,深海区域的铁水平会影响浮游生物的生长,从而揭示了一个新的铁限制区域,延伸到表层浮游植物群落之下。该研究结果发表在2018年12月的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

       除了海洋表层,海洋中的较深的透光层区域--卫星观察不到的海洋表层下方--也是浮游植物生长的重要区域。该区域的位置和大小随海洋深度而变化,它在近岸环境中一般较浅,而在近海区域则较深。

       在加州合作海洋渔业调查(CalCOFI)研究船的研究考察中,科学家收集从沿海到近海的各个站点的样本。然后分析样品中的铁。采用的方法主要为间接测定水中的铁水平。当硅藻--一种常见的浮游植物--正在生长时,它们会从周围的海水中吸收硅酸盐和硝酸盐。然而,当他们受到有限铁元素的压力时,他们就失去了吸收硝酸盐的能力。因此,水中硝酸盐与硅酸盐水平的比例越高,表明硅藻受到相应没有足够的铁的压力。研究了30年时间序列的样品数据后,研究人员发现,近岸下透光区的铁限制在夏季最为突出,并且在过去二十年中频率和程度都有所增加。虽然原因尚不清楚,但可能与北太平洋环流振荡等大规模气候系统有关。此外,研究人员发现许多上升流区域的也存在下透光区铁限制的迹象。

       研究人员表示,铁限制了许多开阔海洋环境中浮游植物的初级生产,而该项研究则证明沿海生态系统中也存在同样的铁限制过程。这项研究表明,低铁水平可以限制这一区域的浮游植物生长。因为该层中的浮游生物为食物网提供了大量的食物和能量,该地区的铁限制对生态系统产生较大的影响。例如,浮游植物支持像磷虾这样的食草动物,进而磷虾又作为从鱼类到鲸鱼甚至是人类的食物。此外,因为浮游植物对于将海洋中的碳排至大气或沉入海底至关重要,所以铁限制还可能影响海洋碳循环过程。

浮游植物    图片:斯克瑞普斯海洋研究所

 

 

原文链接:Researchers discover new region of iron limitation in ocean

编译:刘晓琳