天然海水中硝酸鹽氮、氧同位素組成及其應(yīng)用.pdf

1、通過系列條件實驗建立了天然海水硝酸鹽氮同位素組成測定的氨蒸餾法，并利用在美國訪學(xué)的機會掌握了海水硝酸鹽氮、氧同位素組成測定的化學(xué)轉(zhuǎn)化法，運用這兩種方法測定了白令海及西北冰洋、熱帶太平洋海域和中國南海硝酸鹽氮同位素組成以及中國東海硝酸鹽氮、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、的負相關(guān)關(guān)系，計算出浮游生物吸收硝酸鹽過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，其最高值可分別達到19.4‰和22.0‰。黑潮水體由于具有強的生物固氮作用，對東海外陸架海

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反硝化作用或厭