中國日報11月11日電（記者 李夢涵）通過集成分析全球22條海洋巖芯粉塵記錄（圖1），中英瑞三國聯(lián)合科研團隊發(fā)現(xiàn)，新生代以來，全球主要海盆粉塵沉積通量呈階梯式增長，其顯著躍增期與北半球冰蓋擴張及亞洲、北美、非洲等源區(qū)的干旱化進程同步。據(jù)此，研究團隊認為，晚新生代以來，全球變冷驅(qū)動的大陸干旱化、冰蓋擴張增強的物理侵蝕與風(fēng)力輸送作用，以及以青藏高原隆升為代表的大地形對水汽的阻隔效應(yīng)，共同驅(qū)動了全球粉塵釋放與海洋粉塵沉積通量的增加。

該研究成果11月11日在線發(fā)表于《自然綜述：地球與環(huán)境》。

文章的第一和共同通訊作者，中國科學(xué)院青藏高原研究所新生代環(huán)境團隊昝金波研究員介紹，全球陸地每年釋放的粉塵超過40億噸。作為連接陸地、大氣與海洋的關(guān)鍵紐帶，源自干旱、半干旱區(qū)的粉塵攜帶鐵、磷等海洋限制性營養(yǎng)元素，通過大氣環(huán)流遠距離輸送至海洋并沉降。這一過程對海洋浮游植物產(chǎn)生關(guān)鍵的"施肥效應(yīng)"，不僅有效提升海洋初級生產(chǎn)力，還通過強化"生物泵"效能，將大量二氧化碳從大氣轉(zhuǎn)移并封存于深海，進而深刻影響全球碳循環(huán)與氣候變化。然而，該效應(yīng)的強度與效率，不僅取決于粉塵輸送通量，更與其源區(qū)特性、理化性質(zhì)、營養(yǎng)元素賦存形態(tài)及在輸送過程中的演化密切相關(guān)。當前研究多聚焦于粉塵的通量變化，而對"來源-演化-生物效應(yīng)"這一完整鏈條，尤其是粉塵組成與海洋生物群落的相互作用機制，仍缺乏系統(tǒng)認知，已成為制約粉塵氣候效應(yīng)準確評估的關(guān)鍵瓶頸。

為此，由中國科學(xué)院青藏高原研究所新生代環(huán)境團隊昝金波研究員與方小敏院士領(lǐng)銜，聯(lián)合英國蘭卡斯特大學(xué)Barbara A. Maher教授、瑞典烏普薩拉大學(xué)Thomas Stevens教授及中國科學(xué)院青藏高原研究所吳福莉、楊一博研究員等組成的國際研究團隊，系統(tǒng)綜述了粉塵對全球碳循環(huán)與氣候的影響，梳理并揭示出全球主要沙塵源區(qū)在地質(zhì)時期粉塵通量的演化規(guī)律、礦物組成及關(guān)鍵營養(yǎng)元素含量和賦存形態(tài)的差異，評估了其對海洋生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響；在此基礎(chǔ)上，明晰了粉塵循環(huán)在全球生物地球化學(xué)循環(huán)與氣候變化中的關(guān)鍵作用與反饋機制，并指出了該領(lǐng)域未來研究的突破方向。

"這一全球性趨勢在北大西洋、北太平洋、菲律賓海及南大洋等關(guān)鍵區(qū)域均有清晰記錄。"文章的共同通訊作者，方小敏院士說。研究還進一步揭示，粉塵通量增加對北太平洋和南大洋生產(chǎn)力的影響存在顯著區(qū)域差異（圖2）。在南大洋，粉塵是冰期亞南極海域的關(guān)鍵鐵源，有效提升了生產(chǎn)力。在北太平洋，其效應(yīng)則更為復(fù)雜：盡管粉塵通量早有增加，但低緯度地區(qū)直到中更新世，隨著粉塵自身磷（P）和二價鐵（Fe2+）含量的提升，才引發(fā)浮游植物群落從顆石藻向固碳作用更強的硅藻轉(zhuǎn)變，并強化了南海的初級生產(chǎn)力；而亞北極太平洋因受其他營養(yǎng)源（如上升流）影響，生產(chǎn)力未同步提升。這些差異凸顯粉塵的"施肥效應(yīng)"不僅取決于通量變化，更由其來源、成分和元素生物可利用性共同決定。證據(jù)顯示，亞洲冰川源粉塵因富含活性營養(yǎng)元素（如P和Fe2+），其影響遠高于高度風(fēng)化的北非粉塵（圖3）。中更新世以來，輸入北太平洋的亞洲粉塵營養(yǎng)通量因青藏高原冰川侵蝕加劇而猛增一到兩個數(shù)量級，與該海域生產(chǎn)力和群落突然變化直接對應(yīng)，證實了不同源區(qū)粉塵的施肥潛力存在本質(zhì)區(qū)別。

研究團隊認為，未來粉塵研究三大核心方向為：整合現(xiàn)代觀測、藻類培養(yǎng)實驗與多指標古氣候重建，系統(tǒng)量化全球主要粉塵源區(qū)（如撒哈拉、亞洲干旱區(qū)）的營養(yǎng)成分及其生物可利用性；利用地球化學(xué)指標，在北太平洋等關(guān)鍵區(qū)域建立粉塵輸入與海洋碳匯的定量關(guān)聯(lián)，評估其導(dǎo)致的碳匯效應(yīng)；最終建立包含粉塵組分與生物反饋過程的區(qū)域化參數(shù)方案，將其嵌入地球系統(tǒng)模型，以顯著提升對粉塵-碳循環(huán)-氣候互饋機制的模擬與預(yù)測能力。