北极冰川谷有机碳通量和颗粒态有机物组成：以新奥尔松地区“黄河”（Bayelva River）和邻近海湾“王湾”（Kings Bay）为例

　　全球变化是海洋研究的两大趋势之一，也是当前公众和科学界关注的热点问题。极地，特别是北极地区，作为对全球变化响应敏感、反馈迅速的地区，是开展全球变化的重要试金石区域。对极地地区的陆地冰川来说，全球变暖促进每年夏季更显著的冰川消融和退缩，引起河口近海的相关生态效应。因此，极地的河口海岸地区，特别是极地的近海区域，将对气候变暖和冰川消融产生怎样的反馈，是值得关注的科学问题。在这样的背景下，探究极地河口海岸及近海地区对冰川融水的响应和反馈，特别是生物地球化学的过程特征，是获取相关反馈的基础一环。
　　在重点实验室和国家海洋局的支持下，我们以中国北极黄河站为依托，开展了北极新奥尔松地区的河口与近海的生物地球化学研究。调查结果显示，冰川融水性河流的流域盆地具有很显著的微生物改造信号，并在河流输送的颗粒有机质中留下了显著的印记。来自细菌微生物贡献的D型氨基酸比重非常强烈，有机质中不同D型氨基酸的耦合关系已经和近海的有机质相似，并和前人细菌培养实验的趋势相一致，这暗示尽管冰川融水输送的是流域盆地陈旧的沉积物，但即使很短的3-4km的河流长度中，流域盆地的强烈的当代微生物改造的信号已经足以覆盖可能的该地区本身二叠纪古老沉积的自然外消旋过程的D型氨基酸比例信号。
　　全球变暖引起的冰川消融将使得高纬度地区的冰川向近海输送更多的陆源有机碳，有可能驱动局部乃至全球的碳循环变异。在北极地区，陆地冰川主要分布在格陵兰岛以及斯瓦尔巴德群岛，由于格陵兰岛巨大的冰川体量，因此之前的冰川融水输送的有机碳通量研究大多集中在格陵兰岛。由于冰川的消融是逐渐的过程，而非一次性实现，因此从冰川贡献有机碳通量的角度来说，冰川总体的体量大，并不代表其均一化后的通量就可观。我们基于在新奥尔松开展的冰川融水河流海湾河的连续监测，并通过与挪威水与能源署在当地的水文站合作，对海湾河输送的颗粒有机碳和溶解有机碳进行了通量评估。
　　评估结果表明，挪威斯瓦尔巴德群岛的冰川消融对近海具有显著的有机碳通量贡献，特别是当考虑斯瓦尔巴德群岛的冰川面积以及冰川融水的通量之后，可以发现用该两个参数进行有机碳通量的校正之后，斯瓦尔巴德群岛的冰川融水贡献的有机碳通量和其他高纬度地区的冰川融水所贡献的有机碳通量相当（表1）
表1 斯瓦尔巴德群岛有机碳通量与其他冰川通量之比较（引自Zhu et al., 2016）
　　其中，用流量数据校正过的通量更具有可比性。根据我们研究的结果，斯瓦尔巴德群岛的有机碳通量和格陵兰岛的通量相当，并且保守估计在溶解有机碳的通量上，斯瓦尔巴德群岛的通量是格陵兰岛通量的2倍以上（0.86 vs. 0.32；表1）。颗粒有机碳在进入河口和近海之后，随着盐度的增加而大部分会发生沉降，从而埋藏在近海峡湾中，影响的区域有限，但溶解形态的有机碳则更为复杂。考虑到冰川溶解有机碳总体上具有比颗粒有机碳更高的活性，这些溶解形态的陆源有机碳的活性组分在进入北极的相关近海后大部分将在北极近海以及北冰洋中被降解矿化掉，从而给更广泛的区域造成影响，而惰性组分则可能随着洋流而进入整个北冰洋，乃至参与全球的有机碳循环。
 
　　该成果已在Biogeoscience上发表，全文见：