近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所“陳清潮逐夢深藍突擊隊”研究員譚燁輝團隊歸納總結(jié)了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)聚集吸收外部營養(yǎng)、保持并循環(huán)利用內(nèi)部營養(yǎng)、高效輸出有機碳的生態(tài)功能，提出了“珊瑚礁生態(tài)泵”（Coral reef ecological pump）概念。研究提出，如同水支持沙漠中的綠洲一樣，貧瘠熱帶海洋中的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)具有多途徑補給和高效循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)的功能以及可觀的有機質(zhì)輸入與輸出。
自20世紀60年代，南海海洋所對南海北部沿岸至西、中沙群島的珊瑚種類，珊瑚礁生物群落、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及珊瑚礁的形成演化與環(huán)境記錄等開展了系統(tǒng)研究，積累了大量資料和成果；80年代拓展至南沙群島綜合科學(xué)考察研究，發(fā)現(xiàn)了珊瑚礁水體高基礎(chǔ)生產(chǎn)現(xiàn)象。事實上，水體高生產(chǎn)力與通常所認識的珊瑚礁高生產(chǎn)力不同。后者一般指底棲生物群落所支持的高生產(chǎn)力，而前者則主要由浮游植物貢獻。水體是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)與外部環(huán)境交換物質(zhì)和能量的主要媒介，但一直以來未獲得足夠重視。
自發(fā)現(xiàn)珊瑚礁水體高生產(chǎn)力現(xiàn)象，南海海洋所便思索這一現(xiàn)象背后所蘊含的作用機制。南海海洋所研究員黃良民在南沙群島生物生產(chǎn)力研究中發(fā)現(xiàn)，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)具有高效利用營養(yǎng)鹽和高光合效率的特征，提出了“珊瑚礁高效營養(yǎng)生態(tài)泵”概念；2001年提出了結(jié)合珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)循環(huán)規(guī)律與生物生產(chǎn)過程，開展高效營養(yǎng)生態(tài)泵機制研究的具體內(nèi)容和路徑，以獲取充足的實測數(shù)據(jù)資料，進而支持對高效營養(yǎng)生態(tài)泵機制的理論詳釋。科研人員從珊瑚礁水體的高生產(chǎn)力機制研究不斷拓展，從生態(tài)系統(tǒng)層面審視珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)能量和物質(zhì)的收支過程；總結(jié)關(guān)于外部營養(yǎng)和有機質(zhì)輸入以及珊瑚礁及周邊水體高生產(chǎn)力的研究成果，在“珊瑚礁高效營養(yǎng)生態(tài)泵”的基礎(chǔ)上提出了“珊瑚礁生態(tài)泵”的概念。
這一新概念闡述了外部營養(yǎng)和有機質(zhì)可通過多種途徑輸入聚集到珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)高效保持和循環(huán)利用營養(yǎng)物質(zhì)，可支持本地底棲生物群落高生產(chǎn)力，輻射支持周圍水體浮游生物群落形成較高的生產(chǎn)力和生物量，使之成為有機碳向深海輸出的潛在熱點區(qū)域。該研究論述了有機質(zhì)輸入對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)碳收支平衡和高效碳輸出功能的重要性，為解答“達爾文悖論”提供了有力證據(jù)。
“珊瑚礁生態(tài)泵”概念為認識珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)功能及維持機制提供了理論框架。科研團隊提出了珊瑚礁生態(tài)泵研究的優(yōu)先發(fā)展方向（珊瑚礁及其周圍海域組成相互聯(lián)系的景觀，應(yīng)從景觀水平探討評估珊瑚礁系統(tǒng)碳輸出能力及其碳源/匯角色），為進一步探究珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)在變化海洋中的穩(wěn)定維持機制、生態(tài)服務(wù)功能以及在海洋碳循環(huán)中的作用提供了重要科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究成果以封面論文形式，在線發(fā)表在《海洋學(xué)報（英文版）》上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和南海海洋所自主部署項目等的支持。
珊瑚礁生態(tài)泵聚集保持營養(yǎng)、輸出碳示意圖
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