Abstract The ocean is responsible for taking up approximately 25% of anthropogenic CO 2 emissions and stores >50 times more carbon than the atmosphere. Biological processes in the ocean play a key role, maintaining atmospheric CO 2 levels approximately 200 ppm lower than they would otherwise be. The ocean's ability to take up and store CO 2 is sensitive to climate change, however the key biological processes that contribute to ocean carbon storage are uncertain, as are how those processes will respond to, and feedback on, climate change. As a result, biogeochemical models vary widely in their representation of relevant processes, driving large uncertainties in the projections of future ocean carbon storage. This review identifies key biological processes that affect how ocean carbon storage may change in the future in three thematic areas: biological contributions to alkalinity, net primary production, and interior respiration. We undertook a review of the existing literature to identify processes with high importance in influencing the future biologically‐mediated storage of carbon in the ocean, and prioritized processes on the basis of both an expert assessment and a community survey. Highly ranked processes in both the expert assessment and survey were: for alkalinity—high level understanding of calcium carbonate production; for primary production—resource limitation of growth, zooplankton processes and phytoplankton loss processes; for respiration—microbial solubilization, particle characteristics and particle type. The analysis presented here is designed to support future field or laboratory experiments targeting new process understanding, and modeling efforts aimed at undertaking biogeochemical model development.

The southern sector of the Malin Shelf, a subregion of the NW European Shelf, is noted for episodic and unimpeded incursions of oceanic water onto the shelf in an area where the northward flowing European slope current interacts with steep bathymetry, yet the in-situ biological consequences of these incursions are largely unexplored. In this study phytoplankton productivity, nitrate assimilation and community growth rates are presented to characterise in-situ biological conditions during a prominent chlorophyll bloom that occurred at the shelf break in July 2013. Surface waters were replete with nitrate (2–7 μmol L−1) and phosphate (0.1–0.4 μmol L−1) but deficient in silicate (Si < 1 μmol L−1). Chlorophyll concentrations were significantly negatively correlated with phosphate concentrations but not correlated with nitrate or silicate. High variability between stations in productivity, nitrate assimilation, and depth averaged phytoplankton community growth rates, which ranged from <0.01 to 0.14 d−1, could be attributed to subsurface gradients in production and biomass distributions. Though variable the magnitude of productivity rates in this sector of the Malin Shelf environment do not appear unusual relative to comparable observations suggesting that despite the uncommon physical conditions of the study site phytoplankton productivity was not significantly modified by proximity to oceanic influences.

Nitrogen pollution is a global problem and to effectively mitigate the effects we need to understand both the ecological and societal impacts. Coral reefs are of particular concern, as they are a critical source of livelihoods, culture, and wellbeing for hundreds of millions of people. Yet they are rapidly declining due to numerous pressures, with nitrogen pollution identified as a top-ranked non-climatic pressure. A Rapid Evidence Assessment was carried out to understand the societal impacts derived from marine nitrogen pollution on coral reefs. The results highlight key research evidence gaps, such as unclear reporting of nitrogen pollution, not distinguishing impacts from nitrogen and other stressors, non-quantification of nitrogen-specific marine and societal impacts, unstudied global regions with high nitrogen pressure, and the need for greater awareness on marine nitrogen pollution. Future research questions are proposed to allow better understanding on how tropical coastal societies are being impacted by marine nitrogen pollution.