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?dú)膺€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(jí)生產(chǎn)力，進(jìn)而增強(qiáng)海洋對(duì)大氣二氧化碳的凈吸收。本研究對(duì)比了生物固氮的測(cè)定方法在實(shí)際海域中對(duì)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(cè)了南海固氮速率的時(shí)空分布及其影響因素，探討了環(huán)境對(duì)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(cè)得生物固氮速率經(jīng)過ANOVA分析顯示，測(cè)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(cè)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(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)占0～6.45％，對(duì)新生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)為5.8～100％。上升流作用明顯與否對(duì)生物固氮速率的差異影響較大。固氮速率粒級(jí)

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(shì)類群，平均占比為65.5％。另外，夏季瓊東上升流作用較強(qiáng)時(shí)段，生物固氮作用提供的氮通量達(dá)到了0.7GmolN。
　　上升流時(shí)段測(cè)得的生物固氮速率和初級(jí)生產(chǎn)力大于非上升流時(shí)段，甚至高出近一個(gè)數(shù)量級(jí)（平均值分別為0.8與0.07μmolN m-3 d-1）。上升流作用時(shí)段生物固氮對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)約為非上升流時(shí)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(shì)。生物固氮作用對(duì)初級(jí)生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)平均為0.3±0.4％(n=19)，對(duì)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(shì)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