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

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+、PO34-和SiO32-的浓度范围分别为14.09-55.85、0.21-2.26、0.82-1.08和16.80-33.85 μtmol/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‰一7.9‰和-22.9‰--14.7‰.NO43-、PO3-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;NH4+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-NO3-和δ15NP)未表现出随盐度的变化规律,而δ18O-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Δδ18O∶Δδ15N＞1,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NH4+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.