南大洋浮游植物生长的多微量元素限制现象及其对碳汇的调控机制

【编辑推荐】南大洋虽富含氮磷等常量营养盐，但铁(Fe)、钴(Co)等微量元素的匮乏严重制约浮游植物生长及CO2固定。研究人员通过构建年度动态模型，首次揭示澳大利亚-太平洋海域存在Fe（硅藻）与Co（鞭毛藻）的协同限制，并发现亚南极区(SAZ)还存在锌(Zn)和硅(Si)限制。该研究为科学指导多营养盐协同施肥增强海洋碳汇提供了关键理论依据。

　　

在全球变暖加剧的背景下，南大洋(Southern Ocean)这片"营养盐富裕但微量元素贫瘠"的海域藏着关键谜题——虽然氮(N)、磷(P)等常量营养盐充沛，但铁(Fe)、钴(Co)等微量金属的浓度低至足以成为浮游植物生长的"绊脚石"。最新建模研究揭开了这片蓝色荒漠的生存法则：

通过整合全年动态观测数据，科学家构建了首个能模拟生物可利用营养盐时空演变的模型。结果显示，在澳大利亚-太平洋扇区，不同浮游植物类群遭遇着差异化的"营养饥饿"——硅藻被铁(Fe)卡住脖子，而鞭毛藻则因钴(Co)不足举步维艰。更有趣的是，亚南极区(SAZ)还上演着锌(Zn)和硅(Si)的"双人饥饿游戏"，这些限制性元素耗尽时甚至会引发浮游植物群落"改朝换代"。

模型测算揭示：尽管冬季深层混合和跨等密面输送能补充营养库，但铁(Fe)和钴(Co)从亚南极区到南极区(AZ)全年吃紧，锌(Zn)和硅(Si)则在SAZ率先告急。这些发现犹如给海洋施肥方案绘制了"营养地图"——要实现大规模碳捕获，可能需要配制包含多种微量元素的"复合维生素套餐"。

这项研究不仅破解了南大洋生态系统的"限制性营养密码"，更指出了一个激动人心的可能性：通过精准调控多种微量营养盐的配比，或能唤醒这片冰封海域的固碳潜力，为地球装上生物泵的"涡轮增压器"。