摘要
海洋生物的固氮作用是海洋氮循环过程的重要环节之一，而海水中所表现的氮异常现象与海洋中生物的固氮作用有着密切的联系。利用硝酸盐异常指数法N*，再结合经典的Redfeild理论，能够有效的判断海水中氮异常的现象，进而通过建立数学模型计算生物固定的“新”氮的通量。陆架边缘海受多种物理过程影响，生物固定的“新”氮迁移转化路径及其通量具有高度时空变异性。南海西北部海域具备纬度低、水温高、光照充足、大气尘降多、寡营养盐等固氮作用发生的条件，加之包含着多种物理场，是开展陆架边缘海固氮作用研究的理想区域。 本文利用2012年冬季南海西北部开放航次，对采集的典型站位的样品进行分析和研究。通过对温度、盐度和深度分析以及结合历史的海流观测资料可以将南海西北部海域划分为A粤西沿岸流区，B琼东上升流区和C开阔对照海区三个小区域来研究。通过对硝酸盐异常或氮异常指数法（N*）的定义发展以及应用区域差异性的比较，筛选出了适合判断南海西北部海水氮异常的有效模式。进而分析海水中的氮磷硅营养盐浓度以及叶绿素a浓度，利用经典的Redfeild理论和N*定义从两个方面去判断南海西北部各区域的氮异常等现象。研究发现该航次不同海域的固氮作用平面和垂直分布存在很大的差异性。在垂直分布上，A区从表层到底层N*值逐渐降低，B区从表层到底层N*值较为一致，C区则是真光层以上N*值较高且基本一致，真光层以下迅速降低。N*的值在平面分布上，大体上呈近岸区域N*值较低，远岸区域N*值较高的分布特征。N*的最小值为-1.83μmol/dm3，出现在B区的S13站位的150m层;N*的最大值为46.42μmol/dm3，出现在C区的Y105站位的50m层。C区垂直分布特征与大洋生物固氮的垂直分布特征较为接近，A区和B区生物固氮的垂直分布特征可能由于受到南海沿岸流和垂直混合等物理过程的影响，呈现不同于C开阔对照海区的模式。 该航次营养盐浓度分布具有区域性:A区的营养盐的浓度较高，受到冲淡水和沿岸流的混合作用影响较大;B区和C区营养盐浓度相对较低，主要是缺少河流对营养盐的输入，但C区有较高的溶解无机氮浓度，这可能与真光层中的固氮生物的固氮作用有关。营养盐的相关性表明冬季B区可能存在脱氮作用;B区和C区也存在缺硅现象，尤其是在C区的75 m以浅的真光层缺硅更显著。
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