近日，记者从中国科学院海洋研究所获悉，该所海洋生源物质循环与碳汇过程研究组在构建大洋最小含氧带“结构－变化－效应”研究的核心理论体系研究取得新进展，系列成果发表在《中国科学：地球科学》（英文版）《中国科学：地球科学》《海洋与湖沼》和《海洋学报》。

大洋最小含氧带是全球海洋变化最重要的环境效应之一，指大洋水体中溶解氧低于某一阈值的水层，是大洋低氧最为重要的代表。近年来，随着全球变暖的加剧，海洋低氧问题日趋严重，但国内有关大洋最小含氧带的研究还十分有限，这在一定程度上限制了对全球海洋低氧和脱氧过程的科学认知，以及我国在相关海洋生态治理框架中的话语权。

研究团队长期研究全球变化背景下大洋最小含氧带的演化机制及生物地球化学效应，形成其“结构－变化－效应”的系统认识：明确其溶解氧阈值为20~100微摩尔每升，界定主体结构。阐明海洋溶解氧持续消耗、海水分层限制水体交换是形成核心机制，动物摄食降低致微生物耗氧增加、厌氧代谢产物耗氧增加是低氧维持的正反馈方式。指出温度与大洋环流效应是其扩张和结构调整的核心因素，风应力、中尺度涡和淡水通量可通过影响混合层深度等调控其结构与演化。

在大洋最小含氧带的时空变化方面，研究团队提出了全球变暖直接驱动大洋最小含氧带变化的三个途径：一是显著降低氧气的溶解度，二是增强海水分层限制对中层的氧气补给，三是加速水柱中生物呼吸和有机质分解等耗氧过程。

研究团队厘清了大洋最小含氧带中反硝化与厌氧氨氧化等两个关键氮循环过程。发现大洋最小含氧带可提高生物泵的输送能力，影响微生物的碳转化和碳酸盐泵的平衡，深刻影响碳循环。揭示了大洋最小含氧带对浮游动物、游泳动物、底栖动物和微生物的差异化影响机制。探明了大洋最小含氧带可通过增加深海碳汇，增强温室气体的释放等方式影响气候演化进程。

研究团队提出，未来应建立大洋最小含氧带梯度阈值与评价标准，强化对其扩张及各驱动因素贡献的定量解析，提升时空变化系统认。量化评估其对生物活动的影响，加强西太平洋等弱强度、受全球变化影响显著海域的研究。利用机器学习构建全面数据产品，深化其与碳循环的关系研究，挖掘深海碳汇潜在价值。完善生物地球化学模型兼容性与适配性，开发新模型。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1007/s11430-025-1783-9

https://doi.org/10.1360/SSTe-2025-0178

https://doi.org/10.12284/hyxb2025136

https://doi.org/10.11693/hyhz20250900207