近日，國際知名學術期刊Nature Communications（《自然·通訊》）刊發了中英聯合研究中心（以下簡稱“中英中心”）最新國際合作研究成果“Atmospheric deposition and river runoff stimulate the utilization of dissolved organic phosphorus in coastal seas”（大氣沉降和河流輸入促進近海溶解態有機磷的利用）。
近年來，隨著陸源汙染物的持續輸入，近海氮磷比持續升高，磷相對氮缺乏現象日趨普遍。在面對溶解態無機磷（DIP）缺乏時，浮游植物可透過提高鹼性磷酸酶活性利用溶解態有機磷（DOP）。然而，該種應對方式在多大程度上能夠緩解近海浮游植物的磷限制狀態尚未明確。本研究基於在中國近海開展的一系列船基圍隔培養實驗結果，解析了兩種典型人為源物質傳輸方式——大氣沉降和河流輸入對浮游植物利用DOP的影響。研究結果表明，即使在磷相對氮缺乏的條件下，大氣沉降和河流輸入均能夠透過輸入大量氮營養鹽來促進浮游植物的生長，並指出DOP的水解利用是提高海水中磷生物可利用性的關鍵，甚至有可能成為浮游植物生長的主要磷營養鹽來源。本研究將人為活動影響下浮游植物透過吸收大量氮——加劇磷脅迫——提高DOP生物可利用性來實現生長的驅動方式稱為“人為源氮泵”（Anthropogenic Nitrogen Pump）。研究發現，DOP的水解利用受到水體中DIP濃度及生物量的聯合調控，從而指出“人為源氮泵”驅動的DOP利用過程在全球不同營養水平的近海海域廣泛存在。該研究闡明瞭人為源物質輸入對近海DOP利用的促進作用及機制，很大程度上解釋了“水體中磷缺乏”與“浮游植物氮限制”並存的矛盾現象，為深入理解海洋中磷的生物地球化學迴圈具有重要意義。
人為源氮泵（Anthropogenic Nitrogen Pump，ANP）促進溶解態有機磷利用示意圖。DIN：溶解態無機氮；DIP：溶解態無機磷；DOP：溶解態有機磷；AP：鹼性磷酸酶
研究成果由中國海洋大學深海圈層與地球系統前沿科學中心/海洋環境與生態教育部重點實驗室的高會旺教授團隊與英國東安格利亞大學（University of East Anglia）環境科學學院的Thomas Mock教授團隊合作完成。兩校聯合培養的博士研究生金昊宇為該文章的第一作者，中國海洋大學高會旺教授、張潮副教授及東安格利亞大學Thomas Mock教授為共同通訊作者，中國海洋大學為第一通訊單位。該文章是兩校在人才培養和科學研究方面取得的又一重要合作成果。研究工作得到國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項等專案的資助。
中英中心成立於2013年，旨在協調並促進學校與英國科研學術機構的交流，加強中英雙方在高等教育與研究領域的合作。在中英中心的支援下，中國海洋大學與東英吉利大學於2014年建立了海洋科學戰略聯盟，在學術交流、人才培養及科學研究方面取得了豐碩的合作成果。兩所學校簽署了多項本科生、研究生聯合培養協議，並於2019年獲批國家留學基金委創新型人才國際合作養專案《海洋環境科學國際高階人才合作培養專案》。兩校的科學家在海洋-大氣相互作用、海洋微生物學及深海圈層等多個方向展開了深入合作，合作成果發表在Nature Microbiology、Nature Communications、Microbiome、The ISME J等國際頂尖期刊，獲得了國內外同行的廣泛關注與認可。
文章連結：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-44838-7
資訊來源：中國海洋大學 中英聯合研究中心 作者：金昊宇。
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