海洋生物泵对西北冰洋氮亏损的贡献

富含营养盐的太平洋水经白令海峡流入楚科奇海, 是北冰洋真光层最重要的营养盐来源. 研究发现太平洋入流具有氮亏损和硝酸盐/磷酸盐比值(N/P比值)低的特征, 多是归因于楚科奇海陆架沉积物中的反硝化作用. 然而, 楚科奇海具有较强的生物活动, 生物泵过程对太平洋入流水营养盐性质的改造程度仍不得而知. 本文研究发现, 由于较强的生物吸收作用, 太平洋入流向北冰洋高纬度输运过程中其营养盐浓度显著降低, 且浮游生物利用营养盐的N/P比值(8.8±2.27)高于其源水的N/P比值(5~6). 同时, 楚科奇海具有较高的颗粒氮输出效率, 将加剧太平洋入流的氮亏损. 经计算, 楚科奇海生物泵过程额外输出的氮元素高达111.7×10⁹mol a⁻¹, 相当于该海区沉积物反硝化作用造成氮损失的一半左右. 因此, 除沉积物反硝化作用外, 楚科奇海上层水体中浮游植物对营养盐的不均衡利用是造成北冰洋上层氮限制和磷过剩的另一个重要因素. 在北冰洋发生快速变化的背景下, 加强的生物泵作用将会进一步影响北冰洋的营养盐动力学和生物地球化学过程.