天然海水中硝酸鹽氮、氧同位素組成及其應(yīng)用.pdf

1、通過(guò)系列條件實(shí)驗(yàn)建立了天然海水硝酸鹽氮同位素組成測(cè)定的氨蒸餾法，并利用在美國(guó)訪學(xué)的機(jī)會(huì)掌握了海水硝酸鹽氮、氧同位素組成測(cè)定的化學(xué)轉(zhuǎn)化法，運(yùn)用這兩種方法測(cè)定了白令海及西北冰洋、熱帶太平洋海域和中國(guó)南海硝酸鹽氮同位素組成以及中國(guó)東海硝酸鹽氮、氧同位素組成，獲得的主要結(jié)果如下:
　　 白令海和西北冰洋真光層水體中硝酸鹽δ15N值較高，主要是浮游生物同化吸收硝酸鹽過(guò)程中氮同位素分餾所致。根據(jù)白令海上層水體硝酸鹽δ15N值與硝酸鹽濃度之間

2、的負(fù)相關(guān)關(guān)系，計(jì)算出浮游生物吸收硝酸鹽過(guò)程中氮同位素的分餾系數(shù)(ε)為4.2‰。西北冰洋陸坡區(qū)中深層水體硝酸鹽δ15N值較高(～6‰)，高于加拿大海盆深層水與其他開闊大洋深層水的典型值(～5‰)，可能是水體反硝化作用引起的同位素分餾所致。白令海和加拿大海盆深層水體硝酸鹽δ15N值分別為5.1‰和4.9‰，與開闊大洋深層水的典型值(～5‰)接近。
　　 熱帶太平洋東、西部海域海水N*值和硝酸鹽δ15N值均證明，東部海域的反硝化作用

3、要強(qiáng)于西部海域。由海水硝酸鹽δ15N值與殘留硝酸鹽比例的關(guān)系，計(jì)算出熱帶太平洋反硝化作用導(dǎo)致的氮同位素分餾系數(shù)為22‰。利用氮及其同位素組成的質(zhì)量平衡估算出熱帶太平洋東部海域200-800m區(qū)間反硝化作用導(dǎo)致的氮損失通量為0.30±0.05mgN/m2/d。
　　 浮游生物對(duì)硝酸鹽的同化作用導(dǎo)致東海上層水體硝酸鹽δ15N值和δ18O值較高，其最高值可分別達(dá)到19.4‰和22.0‰。黑潮水體由于具有強(qiáng)的生物固氮作用，對(duì)東海外陸架海

4、水硝酸鹽δ15N的分布產(chǎn)生了明顯的影響。生物固氮作用引入的貧15N硝酸鹽導(dǎo)致硝酸鹽δ15N的低值出現(xiàn)在受黑潮水影響的海域，硝酸鹽δ15N最低值可達(dá)0.2‰，且東海中深層水體硝酸鹽δ15N和δ18O平均值分別為6.0‰和3.6‰。受生物固氮作用和氮內(nèi)部循環(huán)過(guò)程的影響，東海海域200m以淺水體硝酸鹽δ18O/δ15N比值高于中深層水體。黑潮水和長(zhǎng)江沖淡水輸入的硝酸鹽也影響著相應(yīng)海域硝酸鹽δ15N和δ18O的分布。
　　 南海100m

5、以淺可測(cè)定層次水體硝酸鹽的δ15N值較高，主要是浮游生物同化吸收硝酸鹽過(guò)程中氮同位素的分餾所致。南海100m層水體硝酸鹽δ15N的平均值為5.0±0.4‰，低于南海深層水的相應(yīng)值（5.7±0.1‰），這與南海存在的生物固氮作用密切相關(guān)。利用氮及其同位素組成的質(zhì)量平衡估算出南海的生物固氮速率為0.66mgN/m2/d，稍低于同航次利用15N2示蹤法得到的生物固氮速率（0.90±0.55mgN/m2/d），可能是由于部分氮通過(guò)反硝化作用或厭