瓊東上升流區(qū)及南海南部生物固氮作用.pdf

1、生物固氮作用是指固氮生物將氮氣還原為生物可利用氮的過程。生物固氮作用向海洋輸入生物可利用的“新氮”，從而緩解海洋氮限制并提高海洋初級生產(chǎn)力，進(jìn)而增強(qiáng)海洋對大氣二氧化碳的凈吸收。本研究對比了生物固氮的測定方法在實際海域中對生物固氮速率的影響，并將海水法應(yīng)用于南海瓊東上升流區(qū)和南海南部海域，觀測了南海固氮速率的時空分布及其影響因素，探討了環(huán)境對生物固氮的調(diào)控機(jī)制，獲得以下主要結(jié)論:
　　(1)15N2氣泡注入法（B方法）和15N2海水

2、注入法（S方法）測得生物固氮速率經(jīng)過ANOVA分析顯示，測量方法是生物固氮速率的非顯著性影響因素。海水的溫度、鹽度和密度均不是影響測量方法的主控因素。
　　(2)瓊東上升流區(qū)的表層固氮速率在為0～8.0μmolN m-3 d-1變化，積分固氮速率范圍為0.23～42.6μmolN m-2 d-1。固氮對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)占0～6.45％，對新生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)為5.8～100％。上升流作用明顯與否對生物固氮速率的差異影響較大。固氮速率粒級

3、分布結(jié)果表明，瓊東上升流區(qū)固氮速率的主要貢獻(xiàn)者為＞10μm的固氮生物。固氮生物以異養(yǎng)的α變形菌為優(yōu)勢類群，平均占比為65.5％。另外，夏季瓊東上升流作用較強(qiáng)時段，生物固氮作用提供的氮通量達(dá)到了0.7GmolN。
　　上升流時段測得的生物固氮速率和初級生產(chǎn)力大于非上升流時段，甚至高出近一個數(shù)量級（平均值分別為0.8與0.07μmolN m-3 d-1）。上升流作用時段生物固氮對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)約為非上升流時段的四倍(貢獻(xiàn)份額分別為1

4、.9％與0.5％)，由此可證明瓊東上升流區(qū)低溫、高鹽、高營養(yǎng)鹽的下層水體可促進(jìn)該區(qū)域生物固氮作用和浮游植物生產(chǎn)力。
　　(3)南海南部海域上層水體(0～100 m)的固氮速率平均值為0.14±0.20μmolN m-3 d-1(n=76)。積分固氮速率范圍為1.4～42.2μmolN m-2 d-1，呈現(xiàn)近岸低、遠(yuǎn)岸高的分布趨勢。生物固氮作用對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)平均為0.3±0.4％(n=19)，對新生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)為0～28％。南海南

5、部海域上層水體中，生物固氮速率的主要貢獻(xiàn)者為＞10μm的固氮生物，優(yōu)勢類群為異養(yǎng)的α變形菌，平均占比為87.8％。南海南部海域夏季生物固氮作用貢獻(xiàn)的氮通量為2.1×109 molN。
　　(4)南海南部弱光層水體(200～1000 m)生物固氮速率的變化范圍為0～0.17μmolN m-3 d-1，積分固氮速率范圍為0.18～68.77μmolN m-2 d-1?；谀喜亢Ｓ蛏蠈铀w和弱光層水體的積分固氮速率，估算南海南部海域弱光