科技日报记者 符晓波
近日，厦门大学史大林教授团队首次系统性地评估了单细胞固氮蓝藻的全球固氮通量，揭示了其对海洋固氮的重要贡献，为海洋生物固氮研究提供了翔实的关键数据，也为认知气候变化下的海洋氮循环和生产力循环的演变提供了新视角。相关研究成果近日发表在《国家科学评论》上。
浮游植物光合作用驱动的生物碳泵是海洋固碳的主要途径之一，但全球过半海域的初级生产力受到氮营养盐缺乏限制。固氮生物可将氮气转化为生物可利用的铵，是寡营养海区重要的氮源之一，支撑海洋初级生产，对海洋碳汇功能和气候调节发挥至关重要作用。然而，此前固氮生物及其固氮速率因采样不足而缺乏系统评估，这一认知空白制约着全球海洋固氮通量的准确估算，进而影响海洋碳汇评估的准确性。
研究团队在西北太平洋副热带流涡区开展了高分辨率观测，定量分析了固氮生物群落的丰度、结构和固氮速率，并利用模型刻画出固氮蓝藻的生态位特征，以此预测出其在全球海洋的主要分布格局。研究人员发现，单细胞固氮蓝藻主导并驱动了西北太平洋海盆尺度的高固氮速率，表明其可能在类似寡营养海域广泛分布并贡献固氮。
该研究揭示了单细胞固氮蓝藻生物固氮过程，强调了其在全球海洋固氮中被忽略的关键作用，指出以往固氮模型低估了其重要贡献。此外，研究基于广义加性模型构建的生态位模型框架，能有效解析环境因子对固氮蓝藻丰度的调控机制，并模拟其全球分布格局，为预测气候变化下海洋生物固氮格局的演变提供了关键参数与理论基础。
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