FSU研究人员发现北极河流中腐烂的生物量比以前认为的更能促进碳输出

碳在环境中的循环是地球上生命的重要组成部分。

了解碳的各种来源和储层是地球科学研究的一个主要焦点。植物和动物使用该元素进行细胞生长。它可以储存在岩石和矿物中或海洋中。以二氧化碳形式存在的碳可以进入大气层，导致地球变暖。

佛罗里达州立大学研究人员领导的一项新研究发现，北极河流中的植物和小型生物可能是流入北冰洋的颗粒有机物的一半以上的原因。这比之前估计的比例要大得多，它对海洋中封存的碳量以及进入大气层的碳量都有影响。

长期以来，科学家们一直在测量河流中的有机物，以了解碳如何在流域中循环。但这项发表在《国家科学院院刊》上的研究表明，北极主要河流中的生物体是碳输出的重要贡献者，约占流动的颗粒有机物(腐烂生物体的微小部分)的 40% 至 60%进入海洋。

“当人们想到这些主要的北极河流和全球许多其他河流时，他们倾向于将它们视为陆地的下水道，将初级生产和陆地分解产生的废料排出，”地球系教授 Rob Spencer 说，海洋和大气科学。“这项研究强调，这些河流本身就有很多生命，而且出口的许多有机物质都来自河流的生产。”

科学家研究通过水道输出的碳，以更好地了解元素如何在环境中循环。当陆地上的有机物质分解时，它会进入河流，而河流又会排入海洋。其中一些碳支持海洋生物，一些沉入海底，被埋在沉积物中。

研究人员观察了流经北冰洋的六大河流：北美的育空河和马更些河，以及俄罗斯的鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河和科雷马河。利用近十年来收集的数据，他们建立了模型，使用碳的稳定和放射性同位素特征以及颗粒有机物的碳氮比来确定可能的来源对每条河流化学的贡献。

并非所有的颗粒状有机物都是一样的 与河流中产生的碳相比，在下游被冲刷的土壤中的碳更有可能被埋在海洋中。碳更有可能漂浮在海洋中，被那里的生物吃掉，最终以二氧化碳的形式呼出。

“这就像炸薯条和西兰花茎之间的区别，”主要作者 Megan Behnke 说，他曾是 FSU 博士生，现在是东南阿拉斯加大学的研究员。“西兰花会留在你的冰箱里，但炸薯条更有可能被吃掉。”

这意味着河流生物量的少量增加可能相当于来自土地的有机物质的大量增加。如果有机物中的碳进入大气层，就会影响北极的碳循环速度和相关的气候变化。

斯宾塞说：“当我们发现新事物时，作为科学家或研究人员，我总是很兴奋，这项研究发现了这些北极大河流的运作方式以及它们如何将碳排放到海洋的新事物。” “如果我们真的要开始了解和预测它会如何变化，我们就必须了解现代碳循环。这与北极变暖的速度以及它所拥有的大量碳储量密切相关。”

这项研究是一项国际性的努力，涉及来自十个不同机构的研究人员。

“这种泛北极科学观比以往任何时候都更重要，”本克说。“正在发生的变化远远超过一个国家的一个机构，我们需要这些长期合作。这对继续下去至关重要。”

论文合著者包括阿尔伯塔大学的 Suzanne E. Tank;James W. McClelland，德克萨斯大学;伍德威尔气候研究中心的 Robert M. Holmes 和 Anya Suslova;Negar Haghipour 和 Timothy I. Eglinton，苏黎世联邦理工学院;Peter A. Raymond，耶鲁大学;南俄罗斯国际项目准备和实施中心的 Alexander V. Zhulidov 和 Tatiana Gurtovaya;Nikita Zimov 和 Sergey Zimov，俄罗斯科学院;Edda A. Mutter，育空河部落间分水岭委员会;和西部北极研究中心的 Edwin Amos。

这项研究得到了国家科学基金会对北极大河观测站的资助。