近年代表成果1:提出了储碳新机制“微型生物碳泵(MCP)”理论框架

成果名称:Microbial Production of Recalcitrant Dissolved Organic Matter: Long-Term Carbon Storage in the Global Ocean.

主要完成人:Jiao, NZ, et al.

成果简介:

      已知的海洋储碳生物学机制是“生物泵”(Biological Pump),即通过光合作用固碳将CO2转化为颗粒有机碳并通过沉降作用转移到深海甚至沉积物中从而长期保存的储碳机制。然而,到达海底的有机碳不足初级生产力的0.1%,那么,其余的有机碳哪里去了呢?其实,在这个过程中,有机碳除了被呼吸作用转化为CO2之外,还有相当部分被转化为溶解有机碳(DOC)。 事实上,海洋中有机碳的95%以DOC存在,而DOC中的95%又是以生物不能利用的惰性溶解有机碳(RDOC)存在,可在海洋中滞留5000年,构成了海洋储碳。RDOC的储碳量与大气CO2总碳量相当,海洋RDOC库变动将影响到全球气候变化。然而,RDOC的形成机制尚未明了。 本研究表明,微型生物是RDOC 的主要产生者,进而提出了“微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump,MCP)”理论框架,系统阐述了微型生物产生RDOC的有关过程与机制,为深入了解海洋储碳机理提供了新认识。  “微型生物碳泵”理论提出了不依赖于颗粒碳沉降的储碳机制,包括由细胞代谢形成的主动机制和由病毒裂解主导的被动机制,表明微型生物在海洋RDOC形成和在相关碳储存方面至关重要的作用。这一概念的提出使得微型生物的异养过程显得尤为重要。传统内容强调的是生物泵对于碳库的垂直运输作用(从真光层向深海的输送),而“微型生物碳泵”关注的是RDOC的形成,“微型生物碳泵”可发生在包括真光层的任何水层内。经典生物泵的基本驱动力为初级生产力,而“微型生物碳泵”主要受异养活动驱动。因此,传统意义上的生物泵与新生产力对应,而“微型生物碳泵”与再生生产力关联。更为重要的是,“微型生物碳泵”的作用在生物泵相对弱的环境中显得尤为重要,比如有强烈分层的寡营养海区。
       与经典“生物泵”相比,“微型生物碳泵”不仅将有机碳从低浓度的活性碳库“泵”到高浓度的惰性碳库,贡献于RDOC这个巨大的碳储库;而且改变了有机物的化学组成,“微型生物碳泵”储存了碳、释放了氮、磷,为初级生产力提供了必需的营养盐。与“溶解度泵”相比,“微型生物碳泵”不存在化学平衡移动,不会导致海洋酸化等其他生态灾难。因此,“海洋微型生物碳泵”不仅有重要的理论意义,还有广阔的应用前景。

 

          
                                         

                                           图 “微型生物碳泵”(MCP)模型

 

全文见:Jiao, NZ*, Herndl, GJ, Hansell, DA, Benner, R, Kattner, G, Wilhelm, SW, Kirchman, DL, Weinbauer, MG, Luo, TW, Chen, F and Azam, F, 2010. Microbial Production of Recalcitrant Dissolved Organic Matter: Long-Term Carbon Storage in the Global Ocean. Nature Reviews Microbiology. 8(8): 593-599.


 



| 发布时间:2011.10.27    来源:    查看次数:970
 
     
 
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