固氮作用是北冰洋重要的营养来源途径
2018/7/3 9:12:27 中科院海洋科技情报网

     日前，由日本海洋地球科学和技术机构的Takuhei Shiozaki博士主持的一个研究小组，发现北冰洋西部地区存在广泛的固氮作用，但与深度(即光强度)或硝酸盐浓度没有明确的相关性。这种不依赖光照的固氮作用似乎是由非光合细菌引起的，甚至在观察深度100米和冬季黑暗期间仍然发生。

     氮是所有生物体生存和生长所必需的，但为了让生物体使用大气中的氮，必须将其转化为铵或其他分子。这种还原作用(下文简称“固氮”)需要大量的能量，因此传统上认为海洋固氮主要发生在热带和亚热带地区。尽管最新的研究已经记录了寒冷海域存在固氮现象，但对固氮生物体的分布以及氮固定如何促进北冰洋的氮循环却知之甚少。

     为了检验该地区的氮营养群落结构，研究人员收集了楚科奇海陆架区和非陆架区的样品和环境数据。结果发现，在北冰洋西部地区普遍存在固氮，这对贫营养水团中的氮供应有显著贡献。而且，不仅在贫营养水团中发现固氮，而且在含有足够氮营养的水域中也发现固氮。此外，北冰洋西部的固氮营养物主要与厌氧细菌有关，而不是热带和亚热带贫营养地区所见的蓝细菌。这意味着北冰洋的固氮并不依赖光，在海洋中层和极夜期出现了固氮作用。

     最近由于海冰融化，北冰洋的一些地区倾向于变得更加贫营养，特别是在加拿大盆地，硝酸盐供应正在减少。在这些地区，固氮可能在生物体的生长和发育中发挥着更重要的作用。此外，北冰洋的固氮可能是更深入了解全球范围内生物地球化学循环的关键。

     生物固氮是海洋固定氮的主要来源，而海水氮损失则通过反硝化作用促进，反硝化是将氮从水中去除的过程。尽管之前普遍认为，固氮造成的氮增加和反硝化造成的氮损失在全球范围内基本保持平衡，但最近的研究显示，海洋反硝化速率远高于固氮速率。其原因可能由于某些观测地区(包括北冰洋在内的)被低估从而造成低固氮率。Shiozaki博士说：“为了更准确地了解北冰洋的固氮情况，我们需要在范围更广的地区进行全年观测。”

     (傅圆圆 编译)

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