秘鲁、本格拉和毛里塔尼亚最低氧带中镍动力学的稳定性研究

　　这篇研究揭示了在秘鲁、本格拉和毛里塔尼亚的氧最低带（OMZ）中，溶解镍（dNi）的分布表现出显著的时空稳定性。尽管这些区域具有高生产力和复杂的生物地球化学条件，dNi浓度始终维持在2.2-10.8 nM范围内，且与磷酸盐（PO43?）和硅酸（dSi）高度相关。研究通过多航次数据证实，生物对镍的需求仅占上升流供应量的30%，而沉积埋藏对dNi的移除作用微弱（1-3%），这解释了dNi在极端环境下仍保持稳定的原因。

　　

Highlight

秘鲁、本格拉和毛里塔尼亚氧最低带（OMZ）的镍动力学展现出惊人的稳定性。尽管这些区域存在强烈的生物地球化学梯度，溶解镍（dNi）的浓度始终维持在2.2-10.8 nM范围内，且垂直剖面与太平洋典型分布高度一致。

采样与航次工作

2017年，研究团队在秘鲁-智利陆架（9° S至18° S）开展了四次连续航次（M135-M138），使用符合GEOTRACES标准的采样器收集了1094个dNi数据。航次覆盖了不同ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）条件，包括沿海厄尔尼诺（M135-M137）和拉尼娜（M138）。

航次期间的海洋学条件

M135-M138航次揭示了秘鲁陆架复杂的物理化学环境：

• •

  表层水温和盐度受ENSO调制，但OMZ核心（O₂ <50 μM）始终稳定存在。

• •

  磷酸盐和铁（Fe）在上升流中富集，而dNi与这些参数呈现强相关性（R² >0.9）。

dNi浓度的有限时空变异

多航次数据表明：

1. 1.

   表层dNi从未低于2.2 nM（除一个近岸低盐站点外），证实了全球海洋中“残余dNi池”的假说。

2. 2.

   颗粒态镍（TpNi）仅占总镍的2.6%，且易分解态（LpNi）与TpNi高度耦合（R²=0.99）。

3. 3.

   生物对dNi的需求量（<30%上升流通量）远低于其他痕量金属（如Fe、Co）。

结论

即使在极端高生产力的上升流系统中，dNi仍因生物需求低和沉积埋藏效率弱（1-3%）而保持稳定。该发现为理解镍在海洋生物地球化学循环中的独特角色提供了关键证据。