长江口海域溶解态硝酸盐氮稳定同位素的季节变化特征及其控制因子

【作者】 于海燕； 俞志明； 宋秀贤； 曹西华； 袁涌铨； 卢光远；

【机构】 中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室； 中国科学院研究生院；

【摘要】 长江口及其邻近海域是中国近海富营养化的典型海区,研究长江口海域水体中的氮循环过程具有重要意义。应用氮稳定同位素技术可更好的发现和理解氮在传输过程中可能发生的生物地球化学过程。因此,本研究调查了长江口海域垂直断面硝酸盐氮同位素(δ15NO3)的季节变化特征。发现δ15NO3分布范围在-5.3‰和6.6‰之间,与温度、盐度、溶解氧和溶解态无机氮的组成变化密切相关。2月份,δ15NO3分布较均一,结合温度等参数,认为该季节发生的生物地球化学反应程度轻。5月份上层水体中,δ15NO3随叶绿素a升高而升高;硝酸盐浓度负向偏离保守混合线,而δ15NO3正向偏离保守混合线,说明该季节海域中发生了生物的同化吸收作用。8月份,海域上层水体中发生同化吸收作用;同时,通过硝酸盐浓度和δ15NO3的保守混合分析揭示该海域同时发生了硝化作用。11月,下层水体大部分δ15NO3较低(-5‰-0‰),同时,硝酸盐浓度大部分分布在保守混合线上方而δ15NO3大部分分布在保守混合线下方,说明11月份硝化反应是影响该海域的δ15NO3分布的控制因素。通过瑞利公式计算得知11月份硝化反应分馏系数为-8‰。研究发现长江口海域外海区底部大部分硝酸盐是由硝化作用再生而来,说明除陆源河流输入氮外,再生氮也可能导致长江口海域的富营养化。更多还原