海洋微型生物碳泵应用前景广阔
- 2013/12/12 8:59:574952
BF35导读：近日，由浙江海洋学院主办的第二届“中国东海论坛”在舟山召开。围绕开发东海资源、维护海洋权益以及浙江海洋学院建设-加快浙江海洋大学建设发展等话题与会院士、专家展开热烈的讨论。会上中国科学院院士焦念志围绕“海洋碳汇与气候变化”发表主题报告。
焦念志
气候变化会导致严重的的后果，而人类排放CO2加剧了气候变化。中国是CO2排放国，因此在气候谈判时，中国压力越来越大。中国是发展中国家，正所谓发展才是硬道理，因此两全其美之策就是增加碳汇。
海洋是地球上大的碳库。气候变暖主要是由大气CO2增加所导致的，而海洋可以大量吸收CO2，从而缓解气候变暖。海洋吸收CO2的已知机制是“生物泵”（BP）和“溶解度泵”（SP）。而我们新提出了一种海洋吸收CO2收的机制，即海洋微型生物碳泵（MCP）。海洋在地球气候中所起的作用，很大程度上是依靠微生物驱动的，微型生物近年来引起学术界高度重视，研究不断深入，学科迅速发展。
关于海洋微型生物碳泵（MCP），可以从五个方面来理解。分别是MPC的基本内涵、MPC怎样提出的、MPC的气候效应、MPC的应用前景、MPC的动态。MPC的气候效应可以从“MCP在海洋碳循环中的作用”说起。>95%的有机碳是DOC，>95%的DOC是RDOC，MCP把低浓度的LDOC“泵”到高浓度的RDOC碳库，海洋DOC库与大气CO总量相当，二者的波动影响到气候变化。
MCP的应用前景就是建立“微型生物碳泵”储碳新机制。新提出的“微型生物碳泵”（MCP）是基于溶解有机碳的非沉降机制。MCP比BP的储碳能力更强，MCP不仅储碳，而且释放氮、磷，从而促进海洋初级生产力的提升；与SP相比，MCP具有不可比拟的优势：不存在化学平衡移动，不会导致海洋酸化。“微型生物碳泵”概念的提出始于对一类特殊功能类群细菌好养不产氧光合异样细菌（AAPB）的系统研究。不产氧光合作用被认为是所有光合作用类型的祖先，包括厌氧不产氧和好养不产氧两种光合作用类型。其中很早发现并被深入认识的厌氧不产氧光合细菌，在不断氧化的现代海洋中由于氧抑制作用而被限制在有光的缺氧区域。AAPB则由于对氧的适应机制在现代海洋中有着广阔的生存空间，广泛分布于海洋的真光层。因此，AAPB在海洋生物量中占有重要份额；并由于其具有独特的生理特征和生态功能。AAPB可以通过光合作用形成“ATP”，从而实现固碳，这就是海洋碳汇机制之一。属于γ-变形菌的AAPB在海洋大量存在，应用前景极其广。
DOC是海洋有机碳的主要形式，占海洋总有机碳含量的95%之多。而RDOC则占了DOC的95%之多。AAPB可能比其他细菌更依赖于浮游植物产生的DOC。目前，我国正处在经济高速发展时期，未来我国的地位，在很大程度上取决于这个高速发展期能维持多长时间、能创造多少财富、能形成多少积累。如硬性减排将付出沉重的经济代价，甚至影响到百年不遇的崛起时机。显然，作为发展中国家，我们不能一味地减排。那么，有没有两全其美之策？一个出路是增加CO2的吸收和储藏（碳汇），即增汇。植树造林这类陆地碳汇固然重要，但储碳时间短，成本相对高，海洋增汇有着巨大的潜力，人类活动产生的CO2大约有30%被海洋吸收，海洋发挥着气候变化缓冲器的作用。属于γ-变形菌的AAPB在海洋大量存在，应用前景极其广阔。