灣區(qū)時訊 近日,，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室黃小平研究員團隊在河口咸淡水混合過程中氮的遷移轉化方面取得了最新研究進展,。相關研究成果“The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis”（副研究員吳云超為第一作者，研究員黃小平為通訊作者）和“Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area”（博士生李進隆為第一作者,，研究員黃小平和副研究員吳云超為共同通訊作者）分別刊發(fā)在Water Research和Journal of Geophysical Research-Oceans上,。

過量的陸源氮輸入會加速不同形態(tài)氮在河口的積累，改變河口氮的轉化過程,。輸送到河口的大部分氮在被稀釋和浮游植物同化之前,，經(jīng)歷了復雜的生物地球化學過程。特別是在河口咸淡水混合過程中,，其生物轉化的復雜性和強度尤為明顯,，但目前仍然缺乏直接證據(jù)來闡明河口咸淡水混合過程中的氮轉化機制。因此,，研究河口不同形態(tài)氮在咸淡水混合中的生地化過程,，有助于明確河口氮的歸趨及其生態(tài)環(huán)境效應，可為河口區(qū)氮的控制提供科學依據(jù),。

通過多穩(wěn)定性同位素特征和微生物功能分析,，發(fā)現(xiàn)珠江河口內(nèi)部以陸源硝酸鹽來源的貢獻為主，且有較高的固氮和硝化速率,，主要是由Exiguobacterium sp.驅(qū)動（圖1）,。在河口外部的海源控制區(qū)，大氣沉降可能也是重要的輸入途徑,；該區(qū)域的反硝化和氨化作用較強（圖1）,。在咸淡水混合區(qū)，NH₄⁺被浮游植物/細菌（如Psychrobacter sp.和Rhodococcus）快速同化為顆粒態(tài)氮,。該研究突破性的從同位素地球化學和微生物功能的角度闡明了河口咸淡水混合過程氮的遷移轉化過程,。

在咸淡水混合區(qū)，陸源DON被快速稀釋，初級生產(chǎn)者同時釋放出活性較強的DON,，DON濃度在咸淡水混合區(qū)呈現(xiàn)相對平穩(wěn)的分布（圖2）,，這也是DON在河口呈現(xiàn)非保守性混合的主要原因。在口外海源為主的區(qū)域,，DON濃度相對較低,，且具有較高的生物活性，主要來自內(nèi)源,。陸源物質(zhì)輸入和浮游生物活動是河口區(qū)的DON分布模式形成差異的主要原因,，直接影響了珠江口及其鄰近海域DON的歸趨。該研究對陸源DON在河口的遷移轉化機制形成了新的認知,。

該研究得到了國家自然科學基金項目和廣州海洋實驗室人才團隊引進項目等項目的資助,。

圖1. 不同形態(tài)氮穩(wěn)定性同位素和微生物功能在不同區(qū)域和咸淡水混合過程中的變化。

圖2 .珠江口海域有機氮的分布模式,。（a）DIN和（b）DON沿鹽度梯度的季節(jié)性分布趨勢。（綠色圓圈代表夏季的營養(yǎng)物質(zhì)濃度,，橙色圓圈代表冬季）

相關論文信息：

Yunchao Wu, Jinlong Li, Xia Zhang, Zhijian Jiang, Songlin Liu, Jia Yang, Xiaoping Huang*. The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis. Water Research, 2023, 247: 120809.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423012496?via%3Dihub

Li Jinlong, Wu Yunchao*, Jiang Zhijian, Liu Songlin, Ren Yuzheng, Yang Jia, Xingyu Song, Huang Xiaoping*, He Ding. Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2023, 128, e2023JC019911.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC019911

通訊員/謝文燕 王沐眾 徐曉璐

責任編輯/劉秀