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汕头大学海洋科学研究院海洋化学课题组颜秀利博士在海洋氮循环研究中取得重要新进展




20211115日,国际著名环境学期刊《Science of The Total Environment》在线发表了汕头大学海洋科学研究院海洋化学团队成员颜秀利博士及合作者关于长江口氮循环的最新研究成果:Nitrogen isotope constraint on the zonation of multiple transformations between dissolved and particulate organic nitrogen in the Changjiang plume,揭示了长江冲淡水区中溶解有机氮和颗粒有机氮之间多重的、活跃的转化过程。

颜秀利博士为论文的第一作者,厦门大学高树基教授为通讯作者。本研究由汕头大学、厦门大学、海南大学和华盛顿大学共同完成;研究工作得到了国家自然科学基金委项目(918512094172100541806092)、汕头大学科研启动经费(NTF18103)和中国科学院战略重点研究项目(XDB42000000)资助。

溶解和颗粒有机氮是水体中氮的主要存在形态,其中溶解有机氮既是浮游植物生长的重要氮源,又会刺激有害藻华的暴发。长江作为中国第一大河,因其冲淡水区的有害藻华和底层水体季节性缺氧等环境问题日益突出而备受关注。然而,由于受测定技术、复杂的水文条件和活跃的生物活动等共同影响,目前对长江冲淡水区溶解有机氮的来源、及其与颗粒有机氮的转化过程尚不清楚,进而限制了我们对该区域氮循环研究的认识。

本论文利用稳定氮同位素技术,研究了长江冲淡水区中多种形态氮的来源及其转化过程。研究结果表明:1)溶解有机氮和颗粒有机氮分别占总氮储库的25.6%8.1%,氮同位素分别为–0.1‰+2.0‰,明显低于硝酸盐氮同位素(6.5‰),暗示了不同形态氮之间存在活跃的迁移转化过程;2)长江冲淡水区中溶解有机氮、颗粒有机氮和硝酸盐之间的迁移转化过程,且具有明显的分区(图1),即在近河口和外长江冲淡水底部区域,溶解有机氮中较重的15N组分主要是被选择性吸附到颗粒物表面,而在外长江冲淡水区的上层水体则是被浮游植物选择性吸收生成颗粒有机氮。

 

1 长江冲淡水区不同形态氮之间迁移转化过程概念图

左图:靠近河口和外长江冲淡水底部的区域;右图:外长江冲淡水上层水体。


 

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151678

图文:颜秀利、吴俊文