我們知道,海洋生態系統是地球生物圈的重要組成部分。雖然,海洋生物的種類僅占了全球生物種類的10%左右,但其數量卻占了全球生物總量的80%以上。在海洋中,處在深海的海底生態系統在整個海洋甚至地球種都有著不可預估的作用。
海底生物和活動的多樣性
過去的海洋研究表明,海底沉積物和玄武岩含水層中有許多細菌和真核生物。由於海底沉積物中,每個細胞的平均呼吸量非常低。儘管它們的總數量很多,但海底微生物細胞通常比表層世界中的微生物細胞小得多。
由於人類對超過1000米的深海了解甚少,所以,海底沉積物下的火山岩含水層的總細胞數量目前還尚未明確。科學家估計的海洋沉積物中的細胞總數約為10的29次方,同時,水下沉積和基底內潛在的可居住空隙體積約等於海洋體積的12%。
8月6日,刊登在《自然》雜誌研究表明,由於每個細胞能量通量較低,海底沉積物的選擇非常激烈,這導致了微生物的多樣性和細胞濃度隨著沉積深度和年齡呈指數下降。
不同於淺層海洋或者陸地,深海中生物的代謝活動受地理條件限制也較大。厭氧活動主要存在於大陸邊緣和海洋上升流區快速堆積的沉積物中,有氧活動主要發生在深海中緩慢積累的沉積物中。
海底生物活動的影響
科學報告指出,海底生物的活動會影響到海洋鹼度的變化。我們知道,二氧化碳分壓對鹼度值高度敏感,海洋化學研究指出,鹼度增加25%將使大氣中的二氧化碳分壓降低一個數量級以上。而隨著二氧化碳分壓的增加,會影響到生物體的呼吸作用,進而出現代謝性鹼中毒。
此外,海洋固定氮的彙集與海洋沉積物中有機物氧化有關,海底沉積物種的氮還原速率比水體中的反硝化速率快了約2倍,比有機氮儲存速率大一個數量級。同時,大部分反硝化作用發生在海岸和陸架沉積物中,其中有機物流向海底的通量最高。在沒有沉積反硝化的情況下,大多數海洋生態系統不會受到氮的限制。
不僅如此,海底微生物活動對全球生物化學循環至少還有五個主要影響。
首先,它在地球表面和近地表環境的氧化還原演變中起著重要作用。
第四,海底氮量降低,可減少用於生物生產的海洋生物固定氮量。
第五,海底微生物活動在創造和破壞經濟利益資源方面發揮重要作用。包括碳氫化合物、磷酸鹽、白雲石和重晶石。通量
未來發展方向
限制海底分解代謝活動速率的因素,對於地球生物化學循環至關重要。
科學家對反應親和力和溶解化學遷移的考慮表明,分解代謝反應物和產物的擴散速率在限制海底地下分解代謝率方面發揮著重要的作用,從而在海底環境中維持電子供體的持久性。但之前,這個作用並沒有被充分認識。
當然,即便我們需要對海底微生物的代謝活動進行一些限制,但方法和手段也僅限於進一步的研究其作用機制以及限制因素產生的原因。人為的干預和破壞,只會對整個完整的海洋生態系統造成極大的破壞。
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