长江口邻近海域氮同位素的周日变化特征及其对营养盐过程的指示

作     者：王文涛 俞志明 宋秀贤 吴在兴 袁涌铨 WANG Wen-Tao;YU Zhi-Ming;SONG Xiu-Xian;WU Zai-Xing;YUAN Yong-Quan

作者机构：中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《海洋与湖沼》 (Oceanologia Et Limnologia Sinica)

年 卷 期：2020年第51卷第4期

页      面：909-918页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 070702[理学-海洋化学] 07[理学] 0908[农学-水产] 0707[理学-海洋科学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金,41806091号 国家重点研发计划,2016YFE0101500号 2019年度“泰山学者攀登计划”。 

主　　题：长江口邻近海域 营养盐 周日变化 氮稳定同位素 碳稳定同位素 

摘      要：长江口邻近海域的氮循环过程一直是近海富营养化研究领域的热点问题, 然而目前较少有针对短周期的调查研究。本文调查了该区域氮、磷、硅等主要营养盐及多种形态的氮稳定同位素的在潮周期周日变化特征。结果显示, NO3-、NH4+、PO43-和SiO32-的浓度范围分别为 14.09-55.85、0.21-2.26、0.82-1.08 和 16.80-33.85μmol/L, 而δ15N-NO3-、δ18O-NO3-、δ15NP和δ13CP 等的分布范围分别为 4.7‰-11.1‰、-2.0‰-7.8‰、-1.2‰-7.9‰和-22.9‰- -14.7‰。NO3-、PO43-和SiO23-均与盐度呈现明显的负相关特征, 说明三者的主要来源为长江冲淡水;4NH(10)则随盐度升高而浓度增加, 且在底层高浓度出现时刻与高盐水团输入时刻一致, 说明外海输入是该区域铵盐的主要来源。另一方面, 氮稳定同位素(δ15N-NO2-和δ15NP)未表现出随盐度的变化规律, 而δ183O-NO3-和δ13CP 则随盐度升高而增加, 说明淡水输入的同位素值低于海洋水平。通过对比中、高浓度叶绿素水体中NO3-、δ15N-NO3-、δ18O-NO3-的变化特征可以看出, 随NO3-浓度降低, δ15N-NO3-值升高, 且呈现 6.2‰的分馏系数, 且氧同位素也随之增大, 指示水体中浮游植物对硝酸盐的同化吸收作用。而另一方面, 两种同位素的增加差值表现出△δ18O︰△δ15N1 , 说明硝酸盐在被消耗的同时还发生着补充作用。在较高盐度的水体中, 发现4NH(10)呈现出向硝酸盐的转化趋势并引起δ15N-NO3-降低, 指示了底部明显的硝化过程, 与此前的研究结果一致。本文结果以期丰富对河口区氮循环和迁移转化的认知。