近日，中国科学院海洋研究所海洋生源物质循环与碳汇过程研究组在揭示西太平洋海山对最小含氧带（OMZ）的扩张影响上取得新认识，研究成果发表在国际学术期刊Progress in Oceanography上。

海山和OMZ是深海大洋中两类时常相伴存在的典型生境。海山作为突出海底表面的隆起，能够改变局地水体流速与流向，形成上升流、环流、泰勒柱等水文结构，进而形成独特的“海山效应”。而OMZ代表着海洋中溶解氧（DO）含量显著降低的水层，在全球变暖背景下，其水平与垂直范围快速扩张，对全球物质循环、生物活动和气候变化产生深远的影响。然而，“海山效应”是否会改变以海水分层为基础的OMZ结构，进而影响深海低氧环境及碳汇过程，长期以来缺乏深入探索和系统验证。

中国科学院海洋研究所针对西太平洋深海海山生态系统，先后组织实施了7个海山航次的综合调查。研究团队基于对西太平洋M4海山两个航次的调查，通过对DO、叶绿素a（Chl a）、颗粒有机碳（POC）、营养盐、pH及温盐等要素的高分辨率剖面分析，揭示了两个航次“海山效应”的差异，解析了该区域OMZ的结构（图1）。两个航次中，M4海山山顶附近出现明显的等温线和等盐度线抬升现象，伴随硝酸盐和磷酸盐的上涌；且航次1山顶附近的POC平均浓度是航次2的1.99倍，表明两个航次中均存在“海山效应”，且航次1的“海山效应”更强。以3.2 mg/L为阈值，航次1和航次2中OMZ范围和强度相似，范围分别为550~1100 m和330~1100 m，最低DO浓度分别为3.06 mg/L和3.11 mg/L，表明该区域的OMZ为典型的轻度OMZ（Mild OMZ）。

图1 M4海山两个航次中OMZ的分布

研究团队对海山与OMZ扩张的关系进行了探究，提出了海山对OMZ影响的两种可能机制。一是地形阻挡的水动力效应：海山引发的上升流抬升了200~300 m低浓度DO的等值线，使OMZ的上边界上移，垂直范围扩大；二是有机质降解的生物地球化学效应：海山基底富集的珊瑚、底栖生物与有机质分解持续消耗DO，产生局地低氧区，从而增强OMZ的下边界范围和强度（图2）。

图2 西太平洋海山对OMZ扩张的潜在影响机制

论文第一作者为中国科学院海洋研究所马骏副研究员，通讯作者为宋金明研究员和李学刚研究员，徐奎栋、温丽联、戴佳佳、孙毅、钟国荣、田德统、袁华茂、段丽琴等为共同作者。研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的支持。（来源：中国科学院海洋研究所）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.pocean.2025.103666