北冰洋“生物泵”组成结构及其对海冰变化的响应

极区是地球上对气候最为敏感的地区之一，由于全球变暖，近几十年北极海冰覆盖度持续减小，使得在夏季融冰季节，北冰洋的"生物泵"作用大大加强，使北冰洋陆架区成为全球生产力最高的海区之一。而不同的"生物泵"组成结构显著影响北冰洋的碳循环和碳埋藏效率。本项目选择北冰洋楚科奇海、加拿大海盆为主要研究区域，拟使用化学的方法来探讨北冰洋"生物泵"组成。利用蛋白石/有机碳（Opal/CaCO3）、有机碳/无机碳（Corg/Cinorg）等比值以及浮游植物种群特征生物标志物(色素、类脂物)等来分析比较北冰洋不同海区的"生物泵"组成结构及空间分布。通过断面重复调查、悬浮颗粒物在线时间序列采集（20天）、沉积物捕获器（布放一年）等样品的分析，结合海冰分布情况，研究不同海冰覆盖度和开阔海出露时间对"生物泵"组成结构的影响。该项目的实施有助于我们更好地了解全球变暖对北极海域"生物泵"组成结构及其运转效率的影响。

项目采用现场实测资料与历史资料研究相结合，结合2012 年中国第五次北极科学考察及中国历次北极科学考察资料（包括营养盐，海水温、盐度等基本理化参数），探讨了北极海冰消融对“生物泵”结构的影响。结果表明受太平洋入流水团的影响，在楚科奇海楚科奇陆架光合色素以Fuco 为主，硅藻为优势种，而受低营养盐阿拉斯拉沿岸流影响区域硅藻的贡献率降低，硅藻对总叶绿素a的平均贡献率降低至65%，甲藻的平均贡献率则达到11%。浮游植物群落以细胞更小、营养盐需求更低的微型或微微型甲藻、金藻和青绿藻比例增加。在加拿大海盆则黄绿藻、颗石藻所占比例增大。在海冰消融初期，会促进“生物泵”的运转，在海盆冰边缘区，生物量增大，但随着海冰的消融，开阔海出露时间的加长，“生物泵”运转效率降低，硅藻生物量下降，微型生物如青绿藻等生物贡献增大。不同海冰覆盖度年份，浮游植物种类，丰度及分布也有显著的差异，表明全球变化显著影响北冰洋浮游生物群落组成结构，进而影响北冰洋碳的埋藏效率。