Mechanisms for a nutrient-conserving carbon pump in a seasonally stratified, temperate continental shelf sea
Mechanisms for a nutrient-conserving carbon pump in a seasonally stratified, temperate continental shelf sea
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季节性分层温带大陆架海中营养保存碳泵的机制
DOI：
10.1016/j.pocean.2018.05.001
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发表时间：
2019
影响因子：
4.1
通讯作者：
Humphreys M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Humphreys M
大陆架海洋可能通过“大陆架泵”机制在海洋吸收和储存大气中的二氧化碳方面发挥重要作用。西北欧大陆架，特别是凯尔特海（50°N 8°W），是2014年3月至2015年9月广泛生物地球化学采样的目标，作为英国大陆架海生物地球化学研究计划（UK-SSB）的一部分。在这里，我们使用UK-SSB碳酸盐化学和常量营养素测量，调查在这个温带，季节性分层系统的地球化学季节性。分层开始后，近地表的生物初级生产在春季和夏季去除溶解的无机碳和营养物质，和一小部分的下沉颗粒有机物随后在温跃层下被分解。水柱库存这些变量在整个1.5个季节性周期，纠正海气CO2交换和沉积反硝化和厌氧氨氧化，隔离的净群落生产（NCP）和无机宏量营养素库存的综合效应。总体无机物存量变化表明，约3 mol-C m-2 yr-1的年度NCP中有很大一部分（>50%）似乎储存在寿命长达数月或更长的长寿命有机物（OM）库中。此外，在一个完整的季节性周期抽样中，进出这一池的转移似乎不处于稳定状态。积累这样一个长寿命的和潜在的富C的OM池建议至少部分负责估计净空气到海洋的CO2通量的1.3 mol-C m-2 yr-1在我们的研究现场，同时提供了一种机制，通过这种机制，营养物保存大陆架泵CO2可能在这个和其他类似的地区。
Continental shelf seas may have a significant role in oceanic uptake and storage of carbon dioxide (CO2) from the atmosphere through a ‘continental shelf pump’ mechanism. The northwest European continental shelf, in particular the Celtic Sea (50°N 8°W), was the target of extensive biogeochemical sampling from March 2014 to September 2015 as part of the UK Shelf Sea Biogeochemistry research programme (UK-SSB). Here, we use the UK-SSB carbonate chemistry and macronutrient measurements to investigate the biogeochemical seasonality in this temperate, seasonally stratified system. Following the onset of stratification, near-surface biological primary production during spring and summer removed dissolved inorganic carbon and nutrients, and a fraction of the sinking particulate organic matter was subsequently remineralised beneath the thermocline. Water column inventories of these variables throughout 1.5 seasonal cycles, corrected for air-sea CO2exchange and sedimentary denitrification and anammox, isolated the combined effect of net community production (NCP) and remineralisation on the inorganic macronutrient inventories. Overall inorganic inventory changes suggested that a significant fraction (>50%) of the annual NCP of around 3 mol-C m–2yr–1appeared to be stored within a long-lived organic matter (OM) pool with a lifetime of several months or more. Moreover, transfers into and out of this pool appeared not to be in steady state over the one full seasonal cycle sampled. Accumulation of such a long-lived and potentially C-rich OM pool is suggested to be at least partially responsible for the estimated net air-to-sea CO2flux of ∼1.3 mol-C m–2yr–1at our study site, while providing a mechanism through which a nutrient-conserving continental shelf pump for CO2could potentially operate in this and other similar regions.
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