6月18日出版的Science雜志用兩頁(yè)的篇幅報(bào)道了廈門大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者、特聘教授焦念志教授研究組及其領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際海洋科學(xué)委員會(huì)134工作組有關(guān)海洋“微型生物碳泵”的研究成果。

對(duì)于海洋微生物而言，溶解有機(jī)碳（DOC）是其生命的支撐。然而，大部分DOC就像谷糠一樣難以下咽而殘留在水中。科學(xué)家們正在揭示為什么海洋食物鏈中有些有機(jī)質(zhì)被轉(zhuǎn)化為不易被釋放為CO2的形式?！拔覀?cè)缇椭篮Ｑ笾写嬖谥@種‘難以降解’的有機(jī)碳，但是直到最近才意識(shí)到它在全球碳循環(huán)中的作用。”捷克Trebon微生物研究所的微生物學(xué)家MichalKoblizek介紹說(shuō)。

新的發(fā)現(xiàn)揭示，海洋中有一個(gè)看不見的過(guò)程使巨量的碳懸浮在海面以下的水體中?！斑@個(gè)碳庫(kù)非常之大，與大氣CO2的總量相當(dāng)”，廈門大學(xué)的微型生物生態(tài)學(xué)家焦念志介紹說(shuō)。焦念志等科學(xué)家正在探索這個(gè)碳庫(kù)儲(chǔ)存CO2的誘人前景。確定這個(gè)巨大儲(chǔ)庫(kù)是否有地球工程學(xué)響應(yīng)為時(shí)尚早，佛羅里達(dá)州邁阿密大學(xué)的海洋生物地球化學(xué)家DennisHansell說(shuō)，“但我期待有一天茅塞頓開，到那時(shí)我們將驚呼‘原來(lái)如此！’”。

數(shù)次海洋調(diào)查的研究數(shù)據(jù)業(yè)已展現(xiàn)出焦念志提出的“微型生物碳泵”（MicrobialCarbonPump，MCP）的基本輪廓：即微型生物驅(qū)動(dòng)了從生物可利用的活性有機(jī)碳到“難以消化的”即惰性DOC的轉(zhuǎn)化。今年夏天，歐洲海洋酸化計(jì)劃正在北極海區(qū)開展一系列探索性實(shí)驗(yàn)，其中包括“微型生物碳泵”。十月，焦念志課題組將向另一極進(jìn)發(fā)，前往赤道附近的最熱海域——印度-太平洋暖池——進(jìn)行“微型生物碳泵”及其儲(chǔ)碳機(jī)制的研究?！拔⑿蜕锾急谩睂⑹?月份召開的戈登海洋微生物研討會(huì)的重頭戲，Nature子刊微生物學(xué)綜述將發(fā)表文章介紹“微型生物碳泵”概念。法國(guó)Villefranche海洋學(xué)實(shí)驗(yàn)室的微生物海洋學(xué)家MarkusWeinbauer指出，這個(gè)概念“將大大改變我們對(duì)（海洋）儲(chǔ)碳的認(rèn)識(shí)?！?/P>

海洋表面就像一個(gè)大如星球的肺，吸入和呼出CO2。就全球平均而言，海洋從大氣中吸收的CO2比釋放的多2%。一部分CO2溶解在水中形成了碳酸。隨著大氣CO2含量升高，海洋PH值下降，科學(xué)家們將這種現(xiàn)象稱為酸化，海洋酸化可通過(guò)降低碳骨架的生長(zhǎng)而危害到珊瑚及其它生物。CO2進(jìn)入海洋另一途徑是食物網(wǎng)：浮游植物通過(guò)光合作用將CO2固定形成有機(jī)碳，數(shù)量高達(dá)每年600億噸碳，相當(dāng)于陸地上固碳總量?！昂Ｑ蟛荒荛L(zhǎng)期捕獲這些碳”Koblizek說(shuō)，大部分新形成的生物質(zhì)在幾天內(nèi)就被消耗，并以CO2的形式返還到大氣中。但是，有一部分碳隨著死亡生物體的殘骸沉到海底，這種生物泵每年在海底沉淀了大約3億噸碳。

而更多的碳是以DOC溶解在水體中。海洋以DOC的形式保有大約7千億噸碳——比陸地上所有的生物量還多（6千億噸碳），幾乎與大氣中碳總量相等（7.5千億噸碳）。大約95%的有機(jī)碳是以惰性DOC形式存在?！斑@種惰性DOC是海洋中有機(jī)物質(zhì)的最大儲(chǔ)庫(kù)”，加利福尼Scripps海洋研究所的微生物學(xué)家FarooqAzam說(shuō)。在2009年12月出版的Oceanography中，Hansell和加州大學(xué)SantaBarbara分校的CraigCarlson領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)繪制了第一張DOC全球分布圖。14C研究表明惰性化合物在海洋中保存的時(shí)間超過(guò)了6000年，這是大洋環(huán)流周期的好幾倍。

惰性DOC是全球碳循環(huán)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)這一認(rèn)識(shí)使探求惰性DOC成分與來(lái)源成為研究熱點(diǎn)。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)知道，惰性DOC由上千種混合物組成，諸如復(fù)雜的多糖及腐殖酸等。西班牙維哥海洋研究所的XoséAntónálvarezSalgado領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)追蹤到某些形式的生物活性碳轉(zhuǎn)變到惰性碳的過(guò)程，他們是通過(guò)觀察光學(xué)性質(zhì)改變的方法，即腐殖性物質(zhì)吸收紫外光再重新發(fā)射出具有特定波長(zhǎng)的藍(lán)色熒光。

大部分惰性DOC的來(lái)源還是個(gè)未知數(shù)。海洋表面的光降解可產(chǎn)生一些惰性DOC，石油的泄露對(duì)這個(gè)碳庫(kù)也有貢獻(xiàn)?！澳鞲鐬车氖托孤妒鞘腿牒５囊粋€(gè)極端例子”來(lái)自德國(guó)奧爾登堡大學(xué)的微生物海洋學(xué)者M(jìn)einhard Simon說(shuō)。其它混合物可能在海底泉口或森林大火中形成并進(jìn)入海洋。然而對(duì)于大部分的惰性DOC來(lái)源，Azam指出，“我們?nèi)狈?duì)它形成機(jī)制或數(shù)量及成分變化的了解?！?/P>

Azam及其他同行將這種關(guān)鍵性認(rèn)識(shí)歸功于焦念志：即，認(rèn)識(shí)到微型生物在把可利用碳轉(zhuǎn)變成相對(duì)惰性化合物的過(guò)程中扮演著主導(dǎo)性角色。一部分惰性DOC滯留在海洋上層，而另一部分可隨生物泵進(jìn)入深海。“微型生物碳泵可能像一個(gè)傳送帶在海洋深層運(yùn)輸并儲(chǔ)存碳”臺(tái)灣中山大學(xué)海洋碳化學(xué)家陳鎮(zhèn)東說(shuō)?！拔⑿蜕锾急谩痹谏詈Ｖ幸财鹱饔茫谏詈Ｖ羞m應(yīng)了高壓環(huán)境的細(xì)菌可能具有“特殊的能力”轉(zhuǎn)化惰性DOC，法國(guó)馬賽海洋學(xué)中心的微生物學(xué)家ChristianTamburini說(shuō)。