南印度洋夏季总有机碳动态：分配机制、分布特征及控制过程研究

本研究深入探讨了南大洋印度扇区总有机碳（TOC）的分布规律及其颗粒态（POC）/溶解态（DOC）分配机制，揭示了物理混合过程（如水团入侵、涡旋）与生物活动（浮游植物群落结构、微生物呼吸）对碳循环的协同调控作用，为评估气候变暖背景下海洋碳汇潜力提供了关键科学依据。

　　

研究区域与采样策略

2013年1月至2月及2015年2月，我们在南大洋印度扇区（ISSO）的"RV Sagar Nidhi"科考船上采集了离散海水样本。本研究在每个航次选取6个海洋站位，跨越亚热带锋面（STF）、亚南极锋面（SAF）和极地锋面（PF），使用尼斯科采水器在0-1000米水层（0、10、30、50、75、100、120、200、300、500、1000米）分层采样。样本用于分析溶解氧（DO）、溶解无机碳（DIC）等多种化学参数。

水文学与物理过程对有机碳变异的影响

2013年从STFZ到PFZ呈现显著的温度梯度，表层水温从16.7°C骤降至3.1°C（图2a）。在水体中层更观测到最低0.6°C的低温层（又称双温层/温度最低层TML），尤其出现在PF-II锋面（表1；图2a）。2015年表层水温则从18.5°C（STFZ）下降至2°C，并在500米深处记录到0.4°C的极低值。

结论

夏季航次期间，ISSO各锋面区呈现出TOC及其POC/DOC分异的空间梯度。海洋学因素（如温度梯度）和物理特征（如STFZ的涡旋动力学、PFZ的绕极深层水CDW入侵）通过影响水柱分层与混合过程，显著调控了不同锋面区有机碳（POC、DOC）的垂直分布。这些物理过程进一步改变了区域生物地球化学响应，最终决定了有机碳的转化路径与归宿。

作者贡献声明

Melena A. Soares：负责文稿的撰写与修订、可视化、方法验证、数据整理与概念设计；V. Venkataramana：参与文稿修订与方法支持；R.K. Mishra、P. Sabu、R.K. Naik：负责数据整理与形式分析；Manish Tiwari、N. Anilkumar、R. Mohan：提供资源与项目管理；K. Mahalinganathan：参与数据分析。

未引用文献提醒

（此处保留未引用文献列表，按原文列出Belkin and Gordon, 1996等11篇文献）

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的财务利益或个人关系冲突。

致谢

感谢国家极地与海洋研究中心（NCPOR）所长对印度南大洋计划的支持，以及地球科学部的资金资助。特别鸣谢N. Anilkumar博士对本研究的推动与支持，感谢2013、2015年ISESO航次首席的科学领导，感谢P.V. Bhaskar博士提供TOC分析实验室平台，同时致谢航次全体队员及船员团队的协作。