海洋生物对碳循环的调控途径主要包括碳酸盐泵（碳酸钙生产/溶解作用）和有机质泵（光合/呼吸作用）过程。其中，有机质泵的净效应会将表层海洋的二氧化碳(CO2)以有机碳形式固定至深层海洋，净的碳酸钙(CaCO3)生产会增加海水中的CO2。与此同时，随着大气中人为CO2的不断增加，海水pH降低，会使碳酸钙饱和度(Ω)下降，从而对海洋生物的生理活动尤其是钙化生物乃至整个海洋生态系统有深远影响。本论文以无机碳代谢过程为核心内容，开展沿岸上升流的自然酸化过程和中尺度围隔生态系统的溶解态钙离子(Ca2+)和碳酸盐系统的研究，探讨CaCO3的生产/溶解这样的无机碳代谢过程，评价近岸生态系统碳代谢活动对酸化的响应，为预测未来环境变化对河口及近岸环境碳循环的影响提供科学基础。　　本研究首先发展了高精度测定颗粒态CaCO3的方法。该方法总体上基于Ca2+的EGTA(乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸）的高精度滴定法。测定流程主要包括颗粒态无机碳(PIC，主要成分是CaCO3)加酸溶解，EGTA滴定法检测淋洗液中的Ca2+含量，进而确定颗粒态CaCO3的含量。与基于差减法获得颗粒态无机碳含量的分析手段相比，该方法具有较低的检测限(0.10μmol)、较高的精密度(4％)，而且该法所需的海水体积较小。因而，该方法具有良好的应用前景。　　2013年6月15日至2013年6月29日，我们在厦门五缘湾(富营养化水体，低pH)开展了为期15 d的中尺度围隔实验。接种到围隔进行培养的颗石藻和硅藻经过一星期的生长阶段后发生了以硅藻为主的藻华，而后进入藻华的衰退阶段。培养期间，围隔生态系统的净钙化速率为1.45±0.21μmol·kg-1·d-1，颗粒态有机碳(POC)生产速率为13.4±8.9μmol· L-1·d-1，溶解态有机碳(DOC)生产速率为21.9±9.7μmol·L-1·d-1，PIC/POC比值为0.17±0.13。通过对比不同围隔在不同培养期的无机碳代谢过程的差异可知，在藻华前期的生长阶段，低pH条件下单位颗石藻细胞的钙化速率下降了29％;在藻华爆发阶段，净钙化速率增加约2倍;在藻华衰退阶段，POC矿化速率越快，CaCO3溶解速率也越快。　　2013年8月30日至2013年9月2日依托国家自然基金委南海西部开放航次，我们在有岸礁和礁斑的海南岛东北部观测到沿岸上升流过程。沿岸上升流水体呈现出高Ca2+和低Ωarag特征。根据碳酸盐系统等相关参数，我们估算出该生态系统中无机碳代谢是有机碳代谢的1/5，高于南海海盆观测的结果(无机碳代谢是有机碳代谢的1/14)(Cao et al.，2009)，表明近岸生态系统无机碳代谢的显著作用。Ca+表现出非保守行为:在上升流站位的表层及底层爬升水体表现为Ca+的去除过程，特别是在上升流水团中生物的钙化速率为1.75±0.75μmol·kgl·d-1，而底层水体中CaCO3钙化速率为3.0±1.8μmol·kg-1·d-1。在表层，水体上升流将大量浮游植物所需的营养盐带入真光层，促进浮游植物增长，因而使得钙化速率增大。而在次表层表现为Ca2+的添加过程，特别在受冲淡水影响区域的次表层。其CaCO3的溶解速率为2.25±1.88μmol·kg-1·d-1。　　以上的研究表明，河口区和近岸上升流区中的无机碳代谢是存在明显的差异。但总体而言，其中的有机碳代谢过程均是主导化的。然而，与寡营养盐的海盆相比，这些近岸生态系统的无机碳代谢占主导地位。