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低氧条件下海水内无机氮的迁移转化

4、生态与可持续发展 > 专题2：生物地球化学循环与全球变化

海洋最小含氧带（OMZ）被认为是大洋氮流失的主要区域，目前已知，固定氮在OMZ海区内损失量可达40 Tg·a-1至450 Tg·a-1，但对于大洋低氧带内各种型态氮的具体转化过程学界尚未有清晰的认识。本研究采用实验室模拟培养法，研究了在低氧水体中溶解无机氮（DIN）在不同阶段的转化特征、所发生的主要反应及其速率和所占比例。结果表明，在氧浓度极低的条件下，随着培养时长的增加，水体中DIN的变化主要分为三个阶段，第一阶段主要发生硝酸盐异化还原为铵（DNRA）和反硝化作用，二者所占比例应小于56: 44；第二阶段主要发生厌氧氨氧化和反硝化作用，且其对应比例大于65: 35，同时水体中还存在一定的沉积物矿化向上覆水体释放营养盐的反应；最后一阶段，厌氧氨氧化速率与沉积物矿化释放营养盐的速率达到相对平衡状态，共同维持水体内NH4+的周期性稳定。以该培养试验为基础进行估算，全球OMZ海域每年的氮损失约为240~260 Tg。