近日，中国海洋大学包锐教授课题组在海洋碳循环理论方面取得了新认识。团队在水环境领域顶刊《Water Research》发表了题为“Sediment resuspension as a driving force for organic carbon transference and rebalance in marginal seas”以及“Influences of hydrodynamics on microbial community assembly and organic carbon composition of resuspended sediments in shallow marginal seas”的2篇系列论文，提出颗粒有机碳向溶解有机碳的转移驱动机制（图1）与碳泵模型（图2）。
图1 文中提出3种海洋有机碳转化路径过程。
在浅水环境，水动力驱动重悬浮促进了颗粒态有机碳与溶解态有机碳的相互转移，影响着边缘海甚至深海有机碳的埋藏和微生物群落组成与新陈代谢过程。本研究通过海洋模拟实验与有机地球化学分析，阐释了沉积物重悬浮驱动难降解有机碳从沉积物向水体转移，并通过刺激微生物活动及再吸附过程形成颗粒态和溶解态有机碳新的碳循环模式。
图2 经典的生物碳泵模型VS.新的Bottom-up碳泵模型。
本研究总结了三方面碳循环转化利用过程：重悬浮过程通过增强有机碳的脱附和转化等驱动惰性溶解有机碳（RDOC）向水体中转移（图1，Pathway 1），伴随海水溶解有机碳含量和反应性的增加，转移到水体有机碳可能作为微生物重要的碳源，有助于提高海水中溶解有机碳的生物利用性（图1，Pathway 2），过程中有机碳再吸附可能导致难降解有机质的累积（图1，Pathway 3）。
总体而言，我们的研究表明重悬浮促进了海洋有机碳的转化，这种有机碳可能是海洋RDOC的来源之一，从而形成了一个自下而上的碳泵（Bottom-up carbon pump，图2），深刻影响浅水环境下的生物化学循环过程。
上述研究工作得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目的资助。博士生刘晓晴与车阳丽分别为上述2篇文章的第一作者，包锐教授为通讯作者。
论文信息：
1. Liu, X., Lan, C., Zhu, L., Yan, C., Wang, N., Chen, H., Zheng, G., Che, Y., Yang, Z. & Bao, R*. Sediment resuspension as a driving force for organic carbon transference and rebalance in marginal seas. Water Research, (2024). 121672. doi.org/10.1016/j.watres.2024.121672
2. Che Y., Lin C., Li S., Liu J., Zhu L., Yu S., Wang N., Li H., Bao M., Zhou Y., Si T., & Bao R.* Influences of hydrodynamics on microbial community assembly and organic carbon composition of resuspended sediments in shallow marginal seas. Water Research, (2024). 120882. doi.org/10.1016/j.watres.2023.120882
