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河口区氮的迁移转化机制研究新进展

 

 

来源:中国科学院南海海洋研究所                                      发布时间:2023年12月15日

 

       近日,中国科学院南海海洋研究所研究团队在河口咸淡水混合过程中氮的迁移转化方面取得了最新研究进展。相关研究成果刊发在Water ResearchJournal of Geophysical Research-Oceans上。

  过量的陆源氮输入会加速不同形态氮在河口的积累,改变河口氮的转化过程。输送到河口的大部分氮在被稀释和浮游植物同化之前,经历了复杂的生物地球化学过程。特别是在河口咸淡水混合过程中,其生物转化的复杂性和强度尤为明显,但目前仍然缺乏直接证据来阐明河口咸淡水混合过程中的氮转化机制。因此,研究河口不同形态氮在咸淡水混合中的生地化过程,有助于明确河口氮的归趋及其生态环境效应,可为河口区氮的控制提供科学依据。

  通过多稳定性同位素特征和微生物功能分析,发现珠江河口内部以陆源硝酸盐来源的贡献为主,且有较高的固氮和硝化速率,主要是由Exiguobacterium sp.驱动(图1)。在河口外部的海源控制区,大气沉降可能也是重要的输入途径;该区域的反硝化和氨化作用较强(图1)。在咸淡水混合区,NH4+被浮游植物/细菌(如Psychrobacter sp.Rhodococcus)快速同化为颗粒态氮。该研究突破性的从同位素地球化学和微生物功能的角度阐明了河口咸淡水混合过程氮的迁移转化过程。

  在咸淡水混合区,陆源DON被快速稀释,初级生产者同时释放出活性较强的DONDON浓度在咸淡水混合区呈现相对平稳的分布(图2),这也是DON在河口呈现非保守性混合的主要原因。在口外海源为主的区域,DON浓度相对较低,且具有较高的生物活性,主要来自内源。陆源物质输入和浮游生物活动是河口区的DON分布模式形成差异的主要原因,直接影响了珠江口及其邻近海域DON的归趋。该研究对陆源DON在河口的迁移转化机制形成了新的认知。
  

 

  不同形态氮稳定性同位素和微生物功能在不同区域和咸淡水混合过程中的变化
图片:中国科学院南海海洋研究所

 

 

原文链接:河口区氮的迁移转化机制研究取得新进展