厦门大学海洋与地球学院

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英国《自然》杂志采访报道我院在海洋碳汇方面的研究工作
COE COE 2022/4/11 1344 返回上页

2022年4月5日,英国《自然》杂志(Nature)发表题为“The microbiologist working to understand how oceans absorb carbon dioxide”的采访文章,报道了我院在海洋碳汇、增汇过程和机制方面的研究工作。在该文中,《自然》杂志编辑Sarah O’Meara 与Yvaine Ye就海洋微型生物碳泵(MCP)的储碳机制、其在全球变暖背景下的潜在应用价值以及当前所面临的挑战等问题,对我院郑强副教授进行了采访。以下为部分译文:

郑强副教授正在开展海洋微型生物研究工作。照片拍摄者: 王晓蒙

郑强副教授主要研究海洋微型生物介导的碳循环过程和机制。海洋微型生物能够将环境中的溶解有机碳代谢为可在海水中存留数千年的惰性溶解有机碳 (RDOC)。郑强及其所在团队正试图揭示这些微型生物是否可以通过一种环境友好的方式将更多的CO2储存到海洋中,从而减弱全球变暖带来的气候效应。他向《自然》讲述了其所在团队的工作以及中国政府和科研资助机构为鼓励研究气候变化解决方案所作的努力。

 

微型生物碳泵的由来? 

科学家们很早就知道,海洋中蕴含着一个巨大的碳库,其碳储量是陆地碳库的20倍,其中的溶解有机碳库与大气CO2的碳量相当。2010年,我的博士导师焦念志教授和国际同行首次提出了微型生物碳泵(MCP)的概念,用以解释海洋巨大溶解有机碳库的起源。在此之前,我们团队及一些同行发现海洋细菌仅消耗某些活性相对较高的有机碳,并释放或累积一些难以利用的有机碳。放射性碳年代测定法表明,这些累积的有机碳已存在于海洋中约5000 年。我们认为这些有机碳对细菌来说是生物惰性的(即生物无法利用),这使得它们可以长期存在于海洋中。

 

下一步研究重点是什么? 

我们目前正在进行一些原位环境的实验,来不断完善我们的理论。例如,我们的室内实验表明,海水中存在的大量营养盐不利于微生物产生积累RDOC。具体来说,陆源输入的氮、磷营养盐在河口、近岸会加强细菌的呼吸作用,从而增加CO2的释放量,减少RDOC在环境中的储存和累积。

我们想通过陆海统筹、减少陆地与河流中营养盐的输入来实现海洋增汇。例如,通过减少陆地农田的施肥量,或在河岸种植树木来减少水体中的营养盐。我们可以由此分析近岸海水中会增加多少有机碳储存量。我们下一步的研究重点是厘清相关过程机制,揭示微生物与环境的相互作用机理,以便开展相关的现场实验。

 

目前面临哪些挑战? 

目前,海洋微型生物将活性溶解有机碳转化为RDOC的分子过程和机制仍是一个黑箱。多学科的交叉合作将有助于我们进一步认识RDOC的分子组成和化学结构,并深入挖掘其潜在的形成机制和碳汇效应。化学家可以提供有机碳相关的专业知识和分析仪器,而物理海洋学家可以帮助我们厘清这些有机碳是如何在海洋中传输的。这包括研究近岸海洋环境的变化如何影响储存在深海中的有机碳。为了将理论研究更好地应用于实践,我们需要地方政府的政策支持,尤其是环境和海洋相关部门的政策支持,以便我们可以在自然水体中进行更大尺度规模的实验。

 

您是否看到碳封存研究的资金有所增加? 

近些年来,海洋碳储存领域备受关注,资金来源也越来越多。我们也看到了来自中国地方、政府、其他研究机构和大学的更多支持。2015 年以来,许多养殖业和重工业企业希望我们帮助他们衡量其项目工程可以捕获多少碳,以便他们能够参与中国的碳交易——这是一项激励公司减少碳排放的计划。例如,福建省连江县政府咨询我们在河流中降低营养盐对于近岸碳储存的贡献。中国海洋石油总公司也在积极寻求如何在海洋中封存更多的碳。目前,我们还是更多的专注于理论研究,然后才能更准确地量化企业相关项目的碳封存量。

 

请介绍一下厦门大学的碳中和创新研究中心 

该中心成立于2020年12月,主要包括含碳化合物的化学表征和惰性机理、海洋碳汇的生物学和生态机制等十个研究方向。该中心是一个跨学科的合作机构,研究人员共享科研设备,定期开展学术交流,以期在短时间内取得突破。目前,它的主要资金来源是大学及国家自然科学基金。

 

报道原文:https://www.nature.com/articles/d41586-022-00804-1

 

郑强副教授简历 

郑强,2012年获厦门大学理学博士学位。已发表第一/通讯作者SCI 论文30 篇,主要成果发表在mBio (2020)、Environment International (2021)、Molecular Ecology (2021)、Limnology and Oceanography (2021)、Environmental Microbiology (2019)、Applied Environmental Microbiology (2016, 2018) 等海洋环境微生物领域的国际权威刊物。主持国家自然科学基金2项,科技部国家重点研发计划课题1项,福建省青年科技人才创新项目1项,福建省战略研究院咨询研究项目1项。获2015年度国家自然科学二等奖(排名第五)和福建省自然科学一等奖(排名第五),入选厦门大学“南强青年拔尖人才(B类)”计划。曾先后在德国马普海洋微生物研究所、加拿大不列颠哥伦比亚大学和以色列海法大学作为访问学者进行学术交流。




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