珠江河口氮循環轉化的最新研究進展

　　導語：作為我國第二大的河流控制型河口，目前對珠江口是否存在顯著的氮生物地球化學過程存在爭議。中國科學院廣州地球化學研究所韋剛健研究團隊及合作者，運用海水中各種形態氮的同位素分析技術（溶解態硝酸鹽的氮氧同位素、銨鹽與顆粒氮的氮同位素），對珠江口及其鄰近海域氮的生物地球化學過程開展了深入研究，取得可喜成果。

　　河口是陸地與海洋的主要聯系通道。河流物質入海經過河口的過程中所發生的地球化學變化，特別是其中氮的轉化過程，受到學術界的廣泛關注。河口地區氮的地球化學行為極為復雜，除受到咸淡水物理混合作用、化學和生物過程控制外，還與隨時間變化的多種人為輸入有關。作為我國第二大的河流控制型河口，目前對珠江口是否存在顯著的氮生物地球化學過程存在爭議。氮的分布受到物理混合作用的強烈影響，水體滯留時間較短，似乎難以維持較強的氮循環程度；河口浮游植物生長限制因素的變化表明氮的遷移轉化速率要比磷更快。

　　近年來，中國科學院廣州地球化學研究所韋剛健研究團隊及合作者，運用海水中各種形態氮的同位素分析技術（溶解態硝酸鹽的氮氧同位素、銨鹽與顆粒氮的氮同位素），對珠江口及其鄰近海域氮的生物地球化學過程開展了深入研究，取得如下成果：

　　（1）硝酸鹽氮氧同位素表明城市生活廢水是珠江口陸源硝酸鹽的重要來源，其相對貢獻可達19%；河口內共同發生了強烈的浮游植物同化作用和硝化作用，河口東部硝化程度要比西部更高，這與東部海域更長的水體滯留時間和與之相關的生物過程有關。

　　（2）顆粒氮、硝酸鹽和銨鹽的氮同位素比值揭示了珠江口洪季浮游植物對無機氮的同化吸收和顆粒氮的再礦化之間存在強烈的耦合；而在枯水季，沉積物-水界面的氮交換和顆粒物再懸浮很大程度上主導著河口不同形態氮的分布；另外，枯水季河口外極高的硝酸鹽氧同位素比值揭示大氣沉降是該區域硝酸鹽的重要外源之一。

　　（3）懸浮顆粒物的氮同位素的季節和年際變化主要受控于水文循環和由溫度調控的生物過程（再礦化作用和浮游生物同化作用）。在洪水事件過后，陸源有機質與淡水浮游植物是珠江口與陸架海域顆粒有機質的主要來源，而海洋浮游植物是沿岸海域的主要來源，表明季節性洪水事件對珠江口顆粒有機質的影響集中在沿岸海域。

　　這些研究對估算海洋氮的收支平衡和追蹤河口生產力的氮來源有重要意義。研究工作得到了國家重點研發計劃，國家自然科學基金和廣州地化所135計劃項目的資助，相關研究成果發表在Journal of Geophysical Research-Oceans和Biogeosciences上。

　　圖1.珠江口東部與西部海域硝酸鹽氮、氧同位素比值的關系圖

　　圖2.穩定同位素揭示的珠江口不同季節顆粒有機質的來源和生物地球化學過程