海洋作为地表最大的碳储库之一,在吸收大气二氧化碳方面的作用至关重要。海洋吸收大气二氧化碳的方式之一是生物泵,其运作效率的重要评估参数之一是表层海水颗粒有机碳(POC)的输出通量。迄今,其影响与控制因素尚有诸多不确定之处。我们认为,查明海洋颗粒物类型、来源、时空分布特征及其控制因素,是厘清表层海水POC输出通量影响与控制因素的重要基础。有鉴于此,本研究采用单颗粒法,对南海北部2006、2007、2014以及2016年四个航次的20个表层海水颗粒物样品和两个垂直剖面的14个海水颗粒物样品进行了扫描电镜观察与能谱元素组成分析(SEM+EDS),获得如下重要科学认识:1、检出的海水颗粒物可以划分为以下七种类型,分别为:生物颗粒、硅酸盐颗粒、薄膜状颗粒、黑碳颗粒、硫酸钙颗粒、海盐颗粒和碳酸盐颗粒,平均而言,其占比分别为 24.94%、57.77%、7.83%、2.82%、2.77%、4.14%和 0.06%。其中,生物颗粒主要源于浮游植物的初级生产。硅酸盐颗粒主要源于陆源输入。薄膜状颗粒主要源于某些浮游植物表面有机质薄膜的脱落以及溶解有机质和/或无机胶体的聚合。黑碳颗粒主要源于人为燃烧活动。硫酸钙颗粒,或源于陆源输入,或源于残留于滤膜中海水的结晶。海盐颗粒主要源于残留于滤膜中海水的结晶。碳酸盐颗粒可能源于陆源输入,也可能是海洋自生。2、目前技术手段下获得的POC包含了含碳的生物颗粒、含碳的硅酸盐颗粒、含碳的薄膜状颗粒、黑碳颗粒、含碳的硫酸钙颗粒、含碳的海盐颗粒。平均而言,其在 POC 中的占比分别为 17.16%、39.11%、6.37%、2.82%、1.89%和 1.4%。3、有关POC输出的影响与控制因素,我们获得的认识包括:(1)浮游植物作用于表层海水的POC的输出,需要经历碎片化并降解自身有机质的过程,这意味着即时的浮游植物的初级生产、无论其生产力有多大,也不论其群落结构如何,对即时的表层海水POC输出没有有意义的贡献。(2)颗粒物中的有机质在沉降过程中发生了明显的降解,但在不同的海区,其降解程度显著不同。(3)南海北部可作为压舱物的颗粒主要包括生物颗粒、硅酸盐颗粒和部分硫酸钙颗粒。平均而言,其占比分别为24.94%、57.77%和2.77%。(4)海雪的形成机制可能包括浮游植物分泌物的粘合作用和薄膜状颗粒物对其他类型颗粒的聚集作用。