中國科學院海洋所研究發現西太平洋海山促進了其最小含氧帶的擴張！

近日，中國科學院海洋研究所海洋生源物質循環與碳匯過程研究組在揭示西太平洋海山對最小含氧帶（OMZ）的擴張影響上取得新認識，研究成果發表在國際學術期刊Progress in Oceanography上。

海山和OMZ是深海大洋中兩類時常相伴存在的典型生境。海山作為突出海底表面的隆起，能夠改變局地水體流速與流向，形成上升流、環流、泰勒柱等水文結構，進而形成獨特的“海山效應”。而OMZ代表著海洋中溶解氧（DO）含量顯著降低的水層，在全球變暖背景下，其水平與垂直范圍快速擴張，對全球物質循環、生物活動和氣候變化產生深遠的影響。然而，“海山效應”是否會改變以海水分層為基礎的OMZ結構，進而影響深海低氧環境及碳匯過程，長期以來缺乏深入探索和系統驗證。

中國科學院海洋研究所針對西太平洋深海海山生態系統，先后組織實施了7個海山航次的綜合調查。研究團隊基于對西太平洋M4海山兩個航次的調查，通過對DO、葉綠素a（Chl a）、顆粒有機碳（POC）、營養鹽、pH及溫鹽等要素的高分辨率剖面分析，揭示了兩個航次“海山效應”的差異，解析了該區域OMZ的結構（圖1）。兩個航次中，M4海山山頂附近出現明顯的等溫線和等鹽度線抬升現象，伴隨硝酸鹽和磷酸鹽的上涌；且航次1山頂附近的POC平均濃度是航次2的1.99倍，表明兩個航次中均存在“海山效應”，且航次1的“海山效應”更強。以3.2 mg/L為閾值，航次1和航次2中OMZ范圍和強度相似，范圍分別為550~1100 m和330~1100 m，最低DO濃度分別為3.06 mg/L和3.11 mg/L，表明該區域的OMZ為典型的輕度OMZ（Mild OMZ）。

圖1 M4海山兩個航次中OMZ的分布

研究團隊對海山與OMZ擴張的關系進行了探究，提出了海山對OMZ影響的兩種可能機制。一是地形阻擋的水動力效應：海山引發的上升流抬升了200~300 m低濃度DO的等值線，使OMZ的上邊界上移，垂直范圍擴大；二是有機質降解的生物地球化學效應：海山基底富集的珊瑚、底棲生物與有機質分解持續消耗DO，產生局地低氧區，從而增強OMZ的下邊界范圍和強度（圖2）。

圖2 西太平洋海山對OMZ擴張的潛在影響機制

論文第一作者為中國科學院海洋研究所馬駿副研究員，通訊作者為宋金明研究員和李學剛研究員，徐奎棟、溫麗聯、戴佳佳、孫毅、鐘國榮、田德統、袁華茂、段麗琴等為共同作者。研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目的支持。

論文信息：

Ma, J., Wen, L., Li, X.*, Xu, K., Dai, J., Sun, Y., Zhong, G., Tian, D., Yuan, H., Duan, L., Song, J.*, 2026. Potential impact of seamount on the mild oxygen minimum zone (OMZ) in the Western Pacific. Progress in Oceanography 242, 103666.

• 信息來源:中國科學院海洋所。

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