【摘 要】
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本研究基于优化、改进后的15N2示踪法,通过16个航次的采样研究,获得胶州湾、大亚湾水体生物固氮速率,基于分子生物学手段分析了固氮生物的组成,探讨了胶州湾、大亚湾固氮作用的时空分布及调控因素。此外,还将优化改进后的同位素示踪吸收法应用于南海开阔水体固氮速率的测定。主要获得如下认识:（1）海湾水体生物固氮作用较为活跃,胶州湾和大亚湾固氮速率的变化范围分别为 n.d.-1.53 nmol N L-1
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本研究基于优化、改进后的15N2示踪法,通过16个航次的采样研究,获得胶州湾、大亚湾水体生物固氮速率,基于分子生物学手段分析了固氮生物的组成,探讨了胶州湾、大亚湾固氮作用的时空分布及调控因素。此外,还将优化改进后的同位素示踪吸收法应用于南海开阔水体固氮速率的测定。主要获得如下认识:（1）海湾水体生物固氮作用较为活跃,胶州湾和大亚湾固氮速率的变化范围分别为 n.d.-1.53 nmol N L-1 h-1 和 n.d.-4.51 nmol N L-1 h-1,明显高于相邻的开阔海域,表明快速变化下的近岸水体可能是被忽视的固氮热点区域。（2）基于固氮酶基因丰度分析表明,固氮生物组成以固氮变形菌为主,其中Delta-变形菌是在两海湾的相对丰度均＞50%。有机碳的可用性是胶州湾、大亚湾固氮作用的重要调控因素。由于固氮变形菌在全球海洋中广泛分布,有机碳对生物固氮作用的调控可能在近岸海域乃至全球海洋中普遍存在。（3）光合有机碳可能促进胶州湾、大亚湾的固氮作用,推测浮游植物通过调控有机碳的可利用性对近岸水体固氮作用施加不可忽视的影响。（4）南海开阔海域水体（0-200m）固氮速率变化范围为n.d.-2.08 nmol NL-1d-1。总体上,南海东北部及吕宋海峡附近海域固氮速率较高。本研究采样时期（2017年3月）,南海固氮生物以固氮变形菌和单细胞蓝藻为主,束毛藻的相对丰度较小。基于改进后的方法体系,估算南海水体固氮作用通量为3.6×1010 mol N yr-1。（5）方法学对比结果表明,对比现有的15N2气泡示踪法和富15N海水示踪法,发现后者测得的固氮速率约为前者的0.8-18.5倍,该比值存在季节变化。本研究结合薄膜进样质谱对现有的15N2气泡示踪法进行改进,通过在大亚湾和南海东北部进行改进前后的对比,估计基于现有的15N2气泡示踪法所得的固氮速率约为真值的52%,其偏离真值的程度仍有待进一步研究。
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