南海生物泵及微型生物代谢过程对中尺度物理过程的响应机制

海洋中尺度物理过程耦合化学过程、生物过程的研究是近年来的研究前沿之一，是机制性理解生源要素的生物地球化学循环的重要课题。本项目瞄准生物泵及微型生物代谢过程对中尺度物理过程的响应机制这一科学问题，以全球变化为背景，以海洋碳通量、碳输出为主线，以生物泵效率和微型生物过程为突破口；发挥本实验室物理海洋学、化学海洋学与生物海洋学学科深层次交叉的优势，以南海北部为主要现场研究海域，采用比较研究思路，应用大面调查和中尺度过程时间序列研究相结合的研究策略，研究南海典型中尺度过程（冲淡水、上升流、冷涡/暖涡）对颗粒有机碳输出通量的影响；浮游植物群落的重要功能群组成和生物泵精细结构；浮游植物功能群与颗粒有机碳输出的耦合；微型生物代谢过程对不同中尺度过程的响应及对生物泵效率的影响；以及典型中尺度过程中的生物泵及其调控过程模拟。该研究对揭示南海碳输出及碳的源汇过程、控制机理具有十分重要的科学意义。

海洋中尺度物理过程耦合化学过程、生物过程的研究是近年来的研究前沿之一，是机制性理解生源要素的生物地球化学循环的重要课题。本项目充分发挥国重室生物海洋学与物理海洋学、化学海洋学深层次交叉与综合研究的优势，系统开展了中尺度物理过程中的生物泵及关键微型生物代谢过程和响应机制的研究，并全面开展了比较与集成研究，提供了具有国际水平的研究成果。（1）阐释了典型中尺度过程下的颗粒有机碳（POC）输出通量特征，并与物理过程的动力学机制耦合，评价了南海碳储量和固碳能力等时空格局，为理清南海碳通量时空变化提供了数据和依据；（2）重点研究了浮游植物群落结构及其与输出通量的关系，及与物理过程的耦合，显著提升了对南海生物泵的主要特征与效率的认识，探讨了其对南海碳通量的调控；（3）阐明了南海典型中尺度过程下微型生物群落结构和功能的演替，及其与有机物组成、降解、POC输出通量的关系，探讨了微型生物代谢过程在中尺度冷涡过程中的特征及其对生物泵效率的影响；（4）建立了比较完整的南海典型中尺度物理过程的物理参数及生物泵效率的相关参数数据集，为归纳或建立POC输出通量与相关物理、化学参数及生物过程之间的经验关系和模型奠定了基础。