回复张华等。自然通讯https://doi.org/10.1038/s41467-022-35109-4(2022)

在附带的问题出现,张等。1报告说,他们没有产生相同的分馏在\三角洲(\ \)13C在海水溶解无机碳(DIC)和球石藻无机碳和有机碳之间Ochrosphaera neapolitana在我们的研究中观察到2.这些发现的差异是一个讨论海洋酸化实验不同设计的不确定性和局限性的机会。在这里,我们注意到Zhang等人。1没有完全复制我们的实验条件,这意味着他们关于我们实验中可能发生的事情的替代假设最终没有得到验证。此外,我们强调了他们分析中约束不足的元素,以及在没有更多实验工作的情况下如何难以完全解决这些问题。

对标称的澄清p有限公司2水平

澄清一下,p有限公司2在我们的研究中,分配给处理的标签只是基于不同气体通过未经校准的质量流量控制器的相对流量的估计值,而不是测量值p有限公司2混合气体的。这就是为什么我们把这些标签称为“名义上的”p有限公司2治疗,也提出了实际p有限公司2值,由测量的总碱度(TA)和DIC计算。

阐明方法、时间表和理论分析

在我们最初的研究中2,我们在建模时清楚地陈述了我们的假设\三角洲(\ \)13C的DIC实验并提供实验数据\三角洲(\ \)13C的DIC从一个类似的实验使用相同的试剂。Zhang等人提出的理论分析。1在时间尺度上的平衡在假设实验中并没有使我们的假设无效因为它们表明我们在实验处理前泡了足够长的时间p有限公司2使空气和混合气体达到平衡。

为了进一步澄清这一问题,我们在实验前2周和实验持续2周的时间内,使用微孔起泡器,以~1.5 L/min的速率不断地用混合气体起泡。由于这种快速的鼓泡速率(~1.5 L/min),使得Zhang等的图2和补充图2中的蓝色曲线(对应于“慢鼓泡”速率)。1不适用于我们的实验。此外,在“快速冒泡”情景下(参考文献图2和补充图2中的红色曲线)。1),即使是最低的同位素也达到了平衡p有限公司2在第14天预鼓泡处理(第5天达到~66%的平衡)。因此,根据Zhang等人的模型。1,似乎有理由假设p有限公司2而且\三角洲(\ \)13在整个实验过程中,混合气体和海水处理的C值应该接近平衡。

Zhang等。1估计潜在的汇率(kE)供我们学习。然而,如果不了解更多的实验系统和模型系统(例如,气泡大小的分布),就无法评估这一估计的准确性。然而,我们承认我们应该在原稿的方法部分更清楚地描述起泡的持续时间和速率。

实验设计和方法的差异

在我们最初的研究中2,我们承认我们的方法和所涉及的假设有潜在的局限性。我们明确承认我们估计了海水δ13C迪拜国际资本(用于计算颗粒物有机碳(POC)∆13C和颗粒无机碳(PIC)∆13C)来自与培养实验中使用的海水溶液的配方相似的海水溶液,因为原始的培养水没有保存下来\三角洲(\ \)13C迪拜国际资本测量。在实验过程中,直接测量培养基可以更好地约束实验数据,我们也注意到Zhang等人给出的实验数据。1约束不足,如下文所述,这可能导致两项研究的实验结果存在差异。

首先,两个实验的基本碳酸盐化学性质是不同的,即使是Zhang等人。1断言具有可比性p有限公司2治疗方法。DIC和[CO .2 aq在开始的时候,张等人。1实验结果分别为2050和~4.2 μ mol/kg-SW,而我们的实验结果分别为~2400和~6.4 μ mol/kg-SW,部分碳酸盐体系参数相差50%左右。先前的研究表明,球石藻对溶解的CO浓度很敏感2,以及海水中的其他碳酸盐系统参数3.4

第二,Zhang等。1操纵p有限公司2单次添加NaHCO对其碳酸盐化学性质的影响3.和HCl,然后密封培养容器,而不是用按所需配制的混合气体连续地鼓泡处理p有限公司2在我们的研究中所做的条件2.我们最初研究中使用的连续鼓泡方法的目的2就是在整个实验过程中保持碳酸盐化学的相对稳定。相比之下,张等人的碳酸盐化学。1随着球石藻去除CO,实验将发生实质性的变化2通过光合作用(减少DIC)和CO3.2 -通过钙化(减少TA)在整个实验中呈指数增长,产生化学上不受约束的“漂移实验”。

第三,Zhang等。1模拟了+3‰的变化\三角洲(\ \)13在细胞密度为10的封闭系统中,消耗DIC进行光合作用时,C5细胞/毫升。在我们的实验中使用的连续鼓泡方法也将最大限度地减少光合作用驱动的瑞利分馏\三角洲(\ \)13由于碳池不断补充CO,因此实验过程中DIC的C含量下降2在整个实验过程中保持恒定的同位素组成。因此,可用于钙化的DIC在整个实验过程中应该几乎相同,而不是像Zhang等人图3中所描述的那样随着细胞密度的增加而变化。1.此外,我们的处理中的细胞密度极低,据报道,“100,000个细胞/mL”是保守的上限。

Zhang等。1他们还表示,他们只测量了pH值和DIC,并以此为基础进行计算p有限公司2在他们的漂移实验结束时。因此,p有限公司2事实上,他们所报告的并与我们的相比,并不是球石藻在实际记录它们的同位素特征时所经历的。鉴于培养容器是密封的,而不是连续地用适当配制的气体起泡,预计这些条件将与报告的终点条件有很大不同p有限公司2,含有少量海水(150毫升),并拥有快速增长的光合作用和钙化藻类种群。张等人。1据报道,球石藻的PIC:POC比值仅为0.1:1,这表明DIC比TA被吸收得更快,导致了大量的下降p有限公司2在整个实验过程中,作者既没有量化也没有报告。根据他们报告的初始DIC (2050 μ mol/kg-SW),他们报告的细胞密度,以及每个细胞的PIC和POC含量,可以估计出p有限公司2会在整个实验过程中减少300 - 400ppm -尽管这一估计由于缺乏测量的碳酸盐系统参数(超出初始DIC)而变得复杂。

此外,Zhang等。1用NBS(淡水)pH缓冲液(而不是海水pH缓冲液)校准的液体结玻璃pH电极测量了漂移实验的终点。使用NBS缓冲液校准液体结玻璃pH电极,然后测量海水溶液,由于众所周知的液体结电位偏差,测量pH值误差高达0.25.这一误差不能简单地通过在不同尺度上重新计算pH值来纠正,因为它是由校准溶液和测量样品之间的盐度差异引起的基质效应。这将使计算结果产生额外的误差p有限公司2根据Zhang等提供的稀疏测量数据估算的碳酸盐岩体系参数范围为200 - 300ppm。1

最后,Zhang等。1计算p有限公司2pH和DIC的实验处理。然而,碳酸盐化学是公认的CO2-操作研究应根据测量的TA和DIC计算6因为使用液体结玻璃pH电极测量pH值(如Zhang等人所做的)。1)的分析分辨率明显低于Gran滴定法(3-4个显著数字)(2个显著数字,如果用NBS缓冲液校准则更低)。这可以在计算中产生100 - 200ppm的额外误差p有限公司2

总的来说,这些不确定性是经过计算的p有限公司2在Zhang等人的实验中。1可能达到百万分之几,甚至达到百万分之1000。这些潜在的不确定性来源在他们的评论中没有探讨或充分承认。

值得注意的是,这两个分离株的来源存在差异o . neapolitana(RCC1357与来自毕格罗海洋科学实验室的分离物)用于这些研究,这些研究之前的工作7已表明可以产生表型差异,赋予不同程度的质量依赖同位素分馏。

结论

Zhang等人的实验产生的总不确定性难以准确评估。1由于缺乏报告的碳酸盐系统参数,由于光合作用和钙化作用导致DIC和TA下降,碳酸盐和同位素化学中的无约束漂移,由于液体结偏差导致pH测量误差,与计算有关的不确定性p有限公司2从pH和DIC(而不是从TA和DIC),以及不同来源的o . neapolitana隔离。考虑到这些实验设计和方法上的差异,我们不认为这两组实验数据已经被证明是冲突的。实际的p有限公司2所经历过的o . neapolitana在他们的成长时期,张等。1可能与他们报告的值有很大不同,不能排除修正后的值会落在Δ的轨迹上13C和p有限公司2在我们的实验中观察到PIC和POC的趋势(参考文献图4)。2,参考文献中的图1。1).这种交流强调了两种实验方法的重要问题,这些问题很难在这种简短的回应中得到调和,但在未来关于钙化浮游植物对CO的反应的实验中,肯定值得考虑和研究2导致海洋酸化。