一项于 2025 年 10 月 20 日发表在 Communications Earth & Environment 上的研究报告称，首次在北冰洋中部海冰下方探测到固氮作用。在这一过程中，微生物将大气中的氮气转化为氨，这是一种可被生物利用的氮形式，能为藻类和其他海洋生物提供养分。
科学家长期以来一直认为，北极冰层下的环境对固氮生物来说过于严酷。这项新研究表明，这些假设是不完整的：冰下确实存在固氮作用，而且在环境变化最剧烈的海冰融化边缘，固氮速率急剧上升。
研究人员得出结论，随着海冰退缩，北冰洋中氨的可用性可能会大幅增加。更多的氮供应可能会促进藻类的生长，并产生贯穿食物网的级联效应：更多的藻类可以养活规模更庞大的小型动物种群（如浮游甲壳类动物），并最终惠及鱼类。
藻类生物量的增加也具有气候意义。生长的藻类会吸收大气中的二氧化碳；如果这些碳中有较大比例留在北极海域或被输送到深海，它可能成为一个额外的二氧化碳汇。然而，最终的气候效应取决于多个相互作用的过程，目前尚不清楚。
研究在北极中心海冰下发现了什么，哪些微生物是主要功臣？
该研究报告了首次在北极中心海冰下检测到固氮作用，表明微生物将大气中的双氮转化为氨以供养海洋生物。这一过程主要由非蓝藻类微生物完成，并集中在环境动态变化最剧烈的融冰边缘。
随着海冰融化，固氮作用会发生怎样的变化？
随着海冰退缩，北极洋中氨的供应量可能会大幅增加。在条件最为多变的融冰边缘，固氮速率急剧上升，预示着将有更多氮素支持藻类生产及相关的生态系统过程。
讨论了哪些生态和碳循环影响？
更多的氮供应可以促进藻类生产，支持更大规模的小型动物种群（如浮游甲壳类动物），并最终惠及鱼类。生长的藻类会吸收大气中的二氧化碳，如果更多的碳保留在北极水域或输送到深海，这可能成为二氧化碳的一个额外碳汇。
关于这一过程对气候的净影响，文章是怎么说的？
气候净影响仍不确定，目前尚不可知，因为它取决于多种相互作用的过程，需要进一步的研究和建模来确定固氮作用和藻类生长的增加从长期来看是会增加还是减少大气中的二氧化碳。
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