什么是颗粒有机碳((POC)?

2022-06-23

  颗粒有机碳((POC)是指不溶解于水体中的有机颗粒物质,在碳循环中占重要地位。海洋颗粒有机碳参与的生物地球化学过程贯穿于整个海洋生物泵-动力作用-物理化学作用过程,是海洋碳循环的关键控制环节之一。海洋POC可分为生命与非生命两部分。生命POC来自生物生产过程,包括微小型光合浮游植物,大型藻类以及细菌、真菌、噬菌体、浮游动物、小鱼小虾、海洋哺乳动物;非生命POC也称为有机碎屑,包括海洋生物生命活动过程中产生的残骸、粪便等。


  主要特征:海洋中有生命和无生命的颗粒直径大于0.5-1.0微米含碳有机化合物的悬浮颗粒,通常规定为不能通过孔径为0.45微米的那部分有机碳。这种定义是很不严格的,事实上海洋中含有的各种微观粒径是呈连续分布-从最小的胶体直至最大的有机聚集体和浮游生物。上述所规定的粒径,大约也是在光学显微镜下详细观察沉降物质的最低界限,它处于发生沉积而不显示任何明显布朗运动的粒径范围的下端。海洋中颗粒有机碳的来源,一方面是由径流携带或经大气搬运而进入海洋的陆源性物质,另一方面是来源于海洋环境中的自生物质,即海洋食物链的动物、植物碎片以及复杂的海洋过程中形成的颗粒有机物。


  性质:海水中颗粒有机碳(POC)的生物地球化学行为是海洋碳循环研究的重要组成部分。海水POC在海洋中的分布受各种物理、化学、生物过程等多种因素的影响。不同海域、不同水层POC的含量与组成差异很大,在水平分布上,近岸高于远海,垂直分布上,表层高于中下层,含量通常为几十到几百个μg/L。POC参与再循环与营养盐(特别是氮、磷、硅)之间有重要的协同作用,生命POC的新陈代谢造成了营养盐浓度的变化,反过来,营养盐浓度的变化又改变了生命POC的组成及数量;无生命的POC一方面在生物及化学作用下分解矿化释放出营养盐,及时补充了水体中氮、磷、硅等生源要素的含量,这在高生产力的珊瑚礁区尤为明显。另一方面,其又通过在沉积物中的矿化,产生吸附位点,吸附营养盐,影响着营养盐在沉积物与水体中的交换。


  分布:海水POC可来源于陆源、海源(海洋生物的生产)、海底沉积物的再悬浮以及溶解有机碳(DOC)的转化,其中海源是其主要贡献者。海水POC与生物过程的关系密切,海洋生物既是POC的组成部分也是POC的重要生产者,通过摄食-代谢过程产生碎屑POC,通过垂直洄游促进POC的向下沉降,通过细菌的降解将POC转化为其他形态。


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