近海生态团队在东海和南黄海生物固氮研究方面取得新进展
近日,MED近海生态团队在东海和南黄海生物固氮研究方面取得系列进展,相关成果发表在《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》《Frontiers in Microbiology》等国际主流期刊,江志兵研究员为第一作者,陈全震研究员和曾江宁研究员分别为通讯作者。生物固氮是海洋新生氮的主要来源,对生物地球化学循环和生物泵具有重要作用。海洋固氮生物包括粒级>10 μm的束毛藻、胞内植生藻以及粒级<10 μm的单细胞固氮蓝藻、细菌等。热带和亚热带海洋固氮生物的生长和固氮主要受到磷和铁的限制,而东海毗邻陆地,磷和铁通过陆源输入和大气沉降得到补充,有利于固氮生物生长与固氮。黑潮起源于太平洋北赤道流,其主轴沿东海陆坡向东北方向流动。夏季,黑潮次表层水从台湾东北部入侵东海陆架势力最强,向北可至30.5 °N,可能深刻影响黄东海的生物固氮。2013年夏季,高空间分辨率的固氮速率实测结果表明,东海和南黄海的表层、水柱固氮速率平均值分别为1.45 nmol N L−1 d−1和81.7 μmol N m−2 d−1,最高值为13.84 nmol N L−1 d−1和511.8 μmol N m−2 d−1。根据盐度分区,估算夏季东海固氮量为22万吨,约为长江输入硝态氮通量的45%,其中丝状固氮蓝藻(束毛藻丰度和胞内植生藻)固氮贡献超60%;黑潮区固氮速率较高,贡献了56%的新生产力。黑潮及其邻近海域的丝状固氮蓝藻丰度、固氮速率明显高于南黄海和东海近岸低盐和上升流区域(图1)。固氮速率与丝状固氮蓝藻丰度、盐度、温度呈显著正相关,但与硝酸盐和N/P呈负相关。2014年夏季,分级固氮速率测定结果表明,长江口及邻近陆架固氮速率空间变化明显,水柱固氮速率高值(可达99.9 μmol N m−2 d−1)出现在黑潮入侵的东海东南部(主要由粒径>10 μm的固氮生物贡献)。在长江冲淡水控制的长江口海域固氮速率较低,且主要由粒径<10 μm的固氮生物贡献。该研究初步揭示了黑潮对东海生物固氮的调控作用,即黑潮入侵带来了丰富的束毛藻和胞内植生藻,并提供了适宜的营养盐环境,显著增强了东海(尤其在黑潮及其邻近海域)的生物固氮。研究成果可为边缘海氮收支核算与固碳增汇潜力评估提供科学支撑。 图1 黑潮入侵对东海夏季丝状固氮蓝藻丰度及其固氮速率的影响研究受到国家自然科学基金(41876198和42076134)、浙江省杰出青年科学基金(LR22D060001)、海洋二所基本科研业务费专项(JG2311)、国家重点研发计划(2021YFC3101702)、浙江省尖兵研发攻关计划(2022C03044)、973计划(2010CB428903和2011CB409803)、长江口-浙江近海-邻近东海长期综合观测研究(LORCE)计划等项目联合资助。论文引用:Jiang Zhibing*, Zhu Yuanli, Sun Zhenhao, Zhai Hongchang, Zhou Feng, Yan Xiaojun, Zeng Jiangning, Chen Jiangfang, Chen Quanzhen*. Enhancement of summer nitrogen fixation by the Kuroshio intrusion in the East China Sea and southern Yellow Sea[J]. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2023, 128(3): e2022JG007287. https://doi.org/10.1029/2022JG007287 PDF下载Jiang Zhibing*, Zhu Yuanli, Sun Zhenhao, Zhai Hongchang, Zhou Feng, Yan Xiaojun, Chen Quanzhen, Chen Jiangfang, Zeng Jiangning*. Size-fractionated N2 fixation off the Changjiang Estuary during summer[J]. Frontiers in Microbiology, 2023, 14: 1189410. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1189410 PDF下载
2023-06-05 查看详情