【摘 要】
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本研究依托中国第29次和30次南极科学考察航次,开展了南大洋普里兹湾和南极半岛附近海域悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成的研究,揭示了研究海域颗粒有机碳、氮含量及其碳、氮同位素组成的空间分布特征,探讨影响颗粒有机物碳、氮同位素组成的影响因素,并进一步应用瑞利模型和稳态模型计算混合层中浮游植物吸收无机碳和硝酸盐过程中碳、氮同位素的分馏因子,以及中深层颗粒有机物再矿化过程中氮同位素的分馏因子,获得以下主要
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本研究依托中国第29次和30次南极科学考察航次,开展了南大洋普里兹湾和南极半岛附近海域悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成的研究,揭示了研究海域颗粒有机碳、氮含量及其碳、氮同位素组成的空间分布特征,探讨影响颗粒有机物碳、氮同位素组成的影响因素,并进一步应用瑞利模型和稳态模型计算混合层中浮游植物吸收无机碳和硝酸盐过程中碳、氮同位素的分馏因子,以及中深层颗粒有机物再矿化过程中氮同位素的分馏因子,获得以下主要认识:普里兹湾及其邻近海域POC、PN含量总体呈现出陆架区>陆坡区>深海区,且随深度增加逐渐减小的趋势,反映出普里兹湾及其邻近海域颗粒有机物主要以生源颗粒有机物为主。普里兹湾及其邻近海域混合层中的δ13CPOC和δ15NPN表现出湾内大于湾外的特征,可归因于浮游植物同化吸收CO2、消耗硝酸盐过程的同位素分馏作用。根据δ13CPOC和1/[CO2（aq）]的线性拟合关系,计算出普里兹湾及其邻近海域浮游植物同化吸收无机碳过程中碳同位素的分馏因子εp为23.4‰。运用稳态模型获得的混合层浮游植物同化吸收硝酸盐过程的氮同位素分馏因子为10.0‰,稳态模型可能比瑞利模型更为适用。普里兹湾及其邻近海域δ13CPOC和δ15NPN在垂向分布上呈现随深度增加而增大的特征,可归因于生源颗粒有机物垂向输送过程中再矿化所致的同位素分馏作用。由瑞利模型和稳态模型计算出普里兹湾及其邻近海域颗粒有机物再矿化过程中的氮同位素分馏因子分别为6.9‰和5.6‰,而且在空间上呈现由陆架向陆坡至深海逐渐增加的趋势。南极半岛附近海域POC、PN含量总体呈现出陆架区大于陆坡区,且随深度增加逐渐减小的趋势,反映出研究海域颗粒有机物主要以生源颗粒有机物为主。南极半岛附近海域混合层中δ13CPOC和[CO2（aq）]之间具有显著负相关关系,说明浮游植物同化吸收CO2过程的同位素分馏是影响研究区域δ13CPOC变化的主要因素。根据δ13CPOC和1/[CO2（aq）]的线性拟合关系,计算出南极半岛附近海域混合层浮游植物同化吸收无机碳过程中的碳同位素分馏因子εp为25.6‰。南极半岛附近海域的硝酸盐和铵盐在浮游植物光合作用过程中可能均起着一定的作用,导致δ15NPN与[NO3-]之间不存在显著的相关关系。南极半岛附近海域δ13CPOC和δ15NPN在垂向分布上均呈现随深度增加而增大的特征,可归因于生源颗粒有机物垂向输送过程中再矿化所致的同位素分馏作用。由稳态模型计算出南极半岛附近海域颗粒有机物再矿化过程中的氮同位素分馏因子为2.6‰,而且在空间上呈现由陆架向陆坡逐渐增加的趋势。
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