近海、海岸带低氧环境无机氮转化机制研究进展

2020-06-16

专项研究团队通过外海调查和室内模拟,揭示了近海、海岸带低氧环境无机氮转化机制。研究发现,在低氧环境下,无机氮的转化经历三个阶段:第一阶段主要发生硝酸盐异化还原为铵(DNRA)和反硝化作用,分别占比55.88%和44.12%;第二阶段主要发生厌氧氨氧化和反硝化作用,二者比例为65:35,同时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,先是体系内溶解无机氮(DIN)的变化主要受沉积物矿化释放的影响,随着反应的不断进行,厌氧氨氧化作用速率不断上升,最终与矿化作用达到相对平衡状态,共同维持水体内NH4+的周期性稳定。据此估算,全球最小含氧带(OMZ)溶解无机氮转化释放的N2和N2O约为240-260Tg/a。这些被转化后形成的温室气体,可加剧全球的气温升高,带来一系列的次生生态环境问题。

低氧-正常-好氧三种体系中氮的转化步骤与机制

(不同的箭头颜色表示不同的反应阶段,箭头的厚度表示反应的相对贡献)


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