广州地化所在珠江河口溶解有机质循环研究中取得新进展

  
    溶解有机质是河流向海洋输送有机质的最重要形态,在全球海洋碳循环和氮循环中扮演着关键角色。在过去较长时间,溶解有机质被认为是惰效性和较难参与海洋生物地球循环的有机质形态。然而,近年来的研究不断证实相当部分溶解有机质具有被生物(浮游植物和细菌等)利用的能力,即便大部分溶解有机质在化学组成上尚不清晰。河口作为河流与海洋之间的过渡地带,其中存在强烈的物理、化学和生物梯度,溶解有机质在输送过程中也将受到这些过程的共同作用。对于河口溶解有机质研究而言,如何将有限的生物地球化学过程与强烈的物理作用予以区分,以及其中碳氮参与河口氮循环的程度是当前研究的难点和存在争议之处。

针对上述科学问题,中科院广州地化所稳定同位素地球化学学科组叶丰副研究员和韦刚健研究员等人,对河流控制型的典型河口—珠江口溶解有机质进行了稳定碳与氮同位素的测试分析研究,结合学科组前期在无机碳和无机氮同位素已取得成果的基础上,系统性的探究其中溶解有机碳和溶解有机氮的主要来源和迁移转化过程及其季节性,得到以下主要结论:

1)溶解有机碳与溶解有机氮在珠江口盐度梯度范围内的生物地球化学过程存在不一致,即非耦合性。

1 珠江口不同季节溶解有机碳同位素和溶解有机氮同位素随盐度梯度的分布;左图虚线表示淡水(珠江)和海水(南海)的理论稀释混合线范围

2溶解有机碳在珠江口水体盐度522的范围内存在明显的移除过程,可能与溶解有机碳的微生物降解有关。

3)珠江口溶解有机氮的分布特征具有显著的季节差异性,整体上受控于生物(颗粒氮再矿化和溶解有机氮微生物降解作用)和非生物过程(颗粒物吸附-解吸作用和水体滞留时间)的共同影响。

2 珠江口溶解有机氮与其他形态氮(颗粒氮和氨氮)的稳定氮同位素比值的比较;灰色区域表示旱季较高悬浮颗粒物浓度对应的中盐度海域

 该研究近期发表在国际地学权威期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》上。论文信息:Ye, Feng; Guo, Wei; Wei, Gangjian; Jia, Guodong, 2018. The sources and transformations of dissolved organic matter in the Pearl River Estuary, China, as revealed by stable isotopes. Journal of Geophysical Research: Oceans, 123, 6893-6908.

论文链接:https://doi.org/10.1029/2018JC014004


同位素地球化学国家重点实验室 、中科院边缘海与大洋地质重点实验室& 科技处供稿

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