海洋碳循环是全球气候系统的重要环节，微藻作为海洋生态系统的基础生产者，在其中起着关键作用。但长期以来，学界对微藻如何调控海洋碳库的具体机制了解仍不充分，成为影响气候变化预测精度的一项限制因素。其难点在于微藻群落高度多样且变化迅速：浮游植物物种众多，生长阶段切换快，不同类群在生长与衰亡过程中释放的有机碳组分差异明显。传统观点普遍认为，微藻释放的有机碳主要以易被微生物分解的活性碳形式存在，但此认识过于简化，难以反映海洋碳循环的真实情况。为更厘清这一问题，中国科学院华南植物园可持续生态学团队开展了系统研究。研究人员利用超高分辨率质谱技术，对蓝藻、绿藻、硅藻、金藻、甲藻和定鞭藻等六个典型藻门进行分析，分别测定它们在生长期和衰亡期的碳分配特征，涵盖胞内溶解性有机碳、胞外结合态有机碳和胞外溶解态有机碳等多个碳馏分，并比较其中生物可利用碳与难降解碳的相对占比。结果显示，微藻释放的难降解碳比例并不低。实验发现，所有藻株释放的难降解碳均占其总有机碳的10%以上，说明微藻不仅可能在过程上促成难降解碳的形成，还能直接分泌这类物质。这一现象在不同藻门中普遍存在，提示微藻对海洋碳库长期积累的贡献可能被低估。基于上述数据，研究团队进一步构建机器学习预测模型，将卫星遥感反演的类群分辨叶绿素浓度数据与微藻特异的碳分配参数结合，用于提升海洋表层溶解性有机碳浓度的预测精度。与传统方法相比，该模型表现更优，为开展大尺度海洋碳循环评估提供了新的工具。基于模型生成的全球海洋溶解性有机碳数据集也揭示了新的规律：硅藻门对海洋表层溶解性有机碳库变化的贡献最大，可解释63.8%的变异；同时，微藻在生长期产生的难降解碳显著高于衰退期，表明微藻生长动态与海洋碳循环过程紧密涉及的。这些发现对理解气候变化影响至关重要。在气候变化背景下，海洋微藻群落结构、生长周期和暴发规模都可能发生变化。微藻生长持续时间的改变，以及气候驱动的群落结构调整，将影响海洋溶解性有机碳的累积过程，并进一步影响海洋碳汇功能，为评估气候变化对海洋碳循环的作用提供了关键依据。
海洋碳库的稳定性关系到全球气候系统的平衡，藻类在其中的“隐性调控”作用正被逐步揭示。中国科学院的这项研究加深了对自然碳循环机制的认识，也为应对气候变化提供了新的科学支撑。随着观测技术提升和数据持续积累，有关研究有望为全球海洋生态与气候治理提供更可靠的参考。