雷德菲尔德比率指的是浮游植物中碳氮磷（C:N:P）三种元素106:16:1的重复出现比率。自1934年以来，这一比率以及这些元素的地球循环途径一直是海洋学的基础研究问题。据研究表明C:N:P比率在不同的海洋生物群落存在明显差异，到目前为止没有一个既定的方法来量化或预测这种变化。然而，罗德岛大学（University of Rhode Island，URI）的一项新研究填补了这项研究的空白。这项研究发表在《Nature Geoscience》上，由URI海洋学研究生院的海洋学助理教授Keisuke Inomura与来自华盛顿大学、麻省理工学院和普林斯顿大学的一个团队共同撰写，研究对气候研究产生了有意义的影响。

浮游植物对全世界的水生生态系统至关重要，它们为几乎所有的海洋生物提供食物，并且还进行光合作用（吸收阳光、水和二氧化碳并释放氧气和碳）。除了产生大气中一半的氧气，浮游植物还影响深海中的碳输出和储存，这反过来又会影响大气中二氧化碳的组成。

在研究C:N:P比率时发现，C:N保持相对稳定，N:P或C:P比率因纬度不同而有很大变化。亚热带地区的比率较高，高纬度地区（如北冰洋或南大洋）的比率较低。研究团队将浮游植物的大分子模型纳入了全球一般环流与生物地球化学模型中，基本上将浮游植物内的分子组成引入了计算模型，该模型还考虑到了海洋环流和营养循环。

科研人员分析了关于小型和大型浮游植物的现有数据，研究了它们的构成（包括蛋白质、碳水化合物、脂类、DNA、RNA等），以及这些大分子之间的关系。参加反应或形成化合物的物质数量之间的关系被称为化学计量。通过在新模型中计算浮游植物中每种物质的数量，并将其纳入海洋框架，能够预测或模拟分析C:N:P的比例在整个海洋中的变化规律。

新的模型增加了其他细节，包括浮游植物的大分子分配及其如何适应基于经验数据不断变化的环境条件。该模型可用于预测和解释海洋中浮游植物的大分子分布，为预测生物和生态对气候变化的响应提供了框架。

这项工作将促进下一代气候模型的诞生。在大分子模型中发现额外的细节水平有助于预测海洋C：N：P比例的未来变化，以及这些变化对大气中二氧化碳成分和温度的影响。关于气候变化，我们仍然存在许多未解之谜。当前气候模型中的生物学方面存在诸多不确定性，希望这个模型能够有助于更好地确定这一部分。（李亚清 编辑）