Comparative assessment of nitrogen fixation rate by ¹⁵N₂ tracer assays in the South China Sea     

Danyang Li  Minfang Zheng  Yusheng Qiu  Limin Lai  Nengwang Chen  Hongmei Jing  Run Zhang  Min Chen 《海洋学报(英文版)》2023,42(1):75-82

Nitrogen fixation is one of the most important sources of new nitrogen in the ocean and thus profoundly affects the nitrogen and carbon biogeochemical processes. The distribution, controlling factors, and flux of N₂ fixation in the global ocean remain uncertain, partly because of the lack of methodological uniformity. The 15N₂ tracer assay (the original bubble method → the 15N₂-enriched seawater method → the modified bubble method) is the mainstream method for field measurements of N₂ fixation rates (NFRs), among which the original bubble method is the most frequently used. However, accumulating evidence has suggested an underestimation of NFRs when using this method. To improve the availability of previous data, we compared NFRs measured by three 15N₂ tracer assays in the South China Sea. Our results indicate that the relationship between NFRs measured by the original bubble method and the 15N₂-enriched seawater method varies obviously with area and season, which may be influenced by incubation time, diazotrophic composition, and environmental factors. In comparison, the relationship between NFRs measured by the original bubble method and the modified bubble method is more stable, indicating that the N₂ fixation rates based on the original bubble methods may be underestimated by approximately 50%. Based on this result, we revised the flux of N₂ fixation in the South China Sea to 40 mmol/(m2·a). Our results improve the availability and comparability of literature NFR data in the South China Sea. The comparison of the 15N₂ tracer assay for NFRs measurements on a larger scale is urgently necessary over the global ocean for a more robust understanding of the role of N₂ fixation in the marine nitrogen cycle.  相似文献   

太湖康山湾示范区水生植物对水体氮、磷控制的适用性分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

宋玉芝  朱广伟  秦伯强 《湖泊科学》2013,25(2):259-265

为重建湖泊水生植被,改善太湖局部水域水质,在太湖康山湾示范区两个大型围隔进行了两种类型水生植物重建.通过2010年8月-2011年8月的现场采样及分析测定发现,人工控制条件下,浮叶植物荇菜和菱以及沉水植物马来眼子菜的重建效果较好,在其生长季节具有较高的覆盖度;研究表明,控制风浪及提高透明度是恢复水生植被的前提;植被重建区沉水植物氮、磷含量与浮叶植物差别不大,但浮叶植物重建区水体氮、磷浓度的控制比沉水植物重建区好;从经济及水环境效益角度来看,太湖敞水区的沿岸带由于风浪的控制比较困难,恢复水生植被时,应选择浮叶植物荇菜、菱、沉水植物马来眼子菜等抗风浪能力强的物种.本研究为太湖敞水区沿岸带的生态恢复方案制定提供了理论依据.  相似文献   

地幔上涌对鄂尔多斯西缘岩石圈的改造:来自远震多尺度层析成像的证据   总被引：4，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

高翔  郭飚  陈九辉  刘启元  李顺成  李昱 《地球物理学报》2018,61(7):2736-2749

本文利用喜马拉雅二期科学探测台阵的678个地震台站及26个固定台站记录到的9,641个地震共约160000条远震P波走时数据,采用基于稀疏约束的多尺度层析成像方法,获得了鄂尔多斯西缘及邻区上地幔800 km深度范围内P波速度结构.结果显示,在东经104°附近阿拉善地块与鄂尔多斯盆地间存在岩石圈深度的构造边界,这表明阿拉善地块与鄂尔多斯可能分别从属于不同的大地构造单元.以北纬38°线为界,鄂尔多斯地块西缘在岩石圈范围内南北存在明显的速度差异,鄂尔多斯南部上地幔200~300 km深度范围显示为高速异常,而鄂尔多斯北部上地幔显示大面积的低速异常.这一现象表明,鄂尔多斯地块南北两部分经历了不同的构造演化过程.根据本文的结果可以进一步推断,由于青藏高原、阿拉善地块向东北方向推挤以及岩石圈的拆离引起的上地幔扰动导致了地幔上涌,上涌的热物质改造了鄂尔多斯西北缘地区的岩石圈,并使该区的岩石圈减薄.地幔上涌也可能是东经104°边界带和北纬38°构造带形成的深部动力学因素.  相似文献   

东风螺、弯竹蛏和斑节对虾的壳基质蛋白组学分析          下载免费PDF全文

张爱华  卫子嫣  姚宇阗  张道锋  黄建科  刘闯 《海岸工程》2022,41(3):258-267

从软体动物中的腹足纲、双壳纲以及节肢动物中的甲壳纲分别选取了3种中国沿海常见的品种——东风螺、弯竹蛏、斑节对虾,提取并分析它们的壳基质蛋白。利用液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）技术对蛋白质组学进行分析发现特定的蛋白质具有明显的种属差异：①N66蛋白（一种碳酸酐酶）通常存在于弯竹蛏中,但不存在于东风螺和斑节对虾中,揭示N66蛋白质具有特异性,在未来的物种鉴定中可能具有重要的参考意义;②角质层蛋白AM1199和CP14.6存在于斑节对虾的表皮结构中,在东风螺和弯竹蛏中未检测到;③血蓝蛋白同时在3种动物外壳的基质蛋白中被鉴定出来,揭示了其在不同物种的外壳形成与发育过程中的重要作用。该研究为壳基质蛋白在软体动物或节肢动物外壳中的鉴定提供了基础,也为探索不同物种的生物矿化过程提供了重要参考。  相似文献   

南极海洋动物粪土源N₂O稳定同位素实验研究          下载免费PDF全文

白波 朱仁斌徐华  刘雅淑 《极地研究》2012,24(3):215-225

N₂O是一种重要的温室气体,土壤是全球N₂O的重要排放源。通过测定土壤源N₂O中N、O同位素值,可以有效识别N₂O的来源途径。本文采集了南极法尔兹半岛两个地点的海豹粪土（HS和GS）、阿德雷岛两个地点的企鹅粪土(AB和AF)以及东南极的帝企鹅粪土(DQ和DQT),在室内对所采集的样品分别在有氧和厌氧条件下进行冻融培养实验。结果表明：土壤在厌氧条件下比有氧条件下排放了更多的N₂O。土壤排放的N₂O与当地大气N₂O相比普遍贫15N和18O。除DQT和HS外, δ15N和δ18O在有氧和厌氧培养下均呈现很好的正相关性。N₂O排放量下降的同时伴随着培养瓶内剩余N₂O中δ15N和δ18O 值的增加,证实N₂O还原为N2的过程会引起重同位素富集。高的水分含量有利于土壤反硝化作用的进行,使释放的N₂O气体富集重同位素;pH值也会影响N₂O的同位素组成,低pH会引起δ15N值增加。  相似文献   

Chemical Procedures for Rhenium Extraction from Geological Samples: Optimising the Anion Resin Bead Clean‐up Step     

Gang Yang  Aaron Zimmerman  Nicole C. Hurtig  Svetoslav V. Georgiev  Vineet Goswami  Judith L. Hannah  Holly J. Stein 《Geostandards and Geoanalytical Research》2020,44(2):231-242

Rhenium–osmium geochronometry for samples with low Re and complex matrices requires improved Re extraction methods. Here, we investigate plausible controls on efficiency and efficacy of Re extraction during our anion resin bead purification. Four different protocols are compared, each isolating a single variable to test. Rhenium concentrations for solutions at each step of each protocol document differences in chemical recovery/yield. The negative‐thermal ionisation mass spectrometry (N‐TIMS) signal intensity serves as a proxy for Re yield and purity. These data document correlations between the N‐TIMS signal intensity and (a) the duration of anion resin bead conditioning prior to loading with Re‐bearing solution, and (b) both duration and strength of nitric acid used during rinsing of the Re‐loaded anion resin bead. The optimal protocol improved Re signal intensity around fourteen times compared with our current Re extraction protocol, an aggregate of 2.4 times improvement in chemical recovery (yield) and 5.8 times improvement in emission efficiency (purity). Repeated N‐TIMS isotopic measurements on our in‐house Re standard solution (1407) verify that our optimal protocol‐3 does not fractionate Re isotopes. The improved anion resin bead method considerably lowers the Re detection limit and allows Re‐Os isotopic analysis of picogram‐level Re hosted in geological samples with complex matrices.  相似文献   

南秦岭早古生代玄武岩的岩浆源区及演化过程   总被引：1，自引：1，他引：0  

张方毅  赖绍聪  秦江锋  朱韧之  赵少伟  杨航  朱毓  张泽中 《岩石学报》2020,36(7):2149-2162

南秦岭地区早古生代玄武岩中发育的大量单斜辉石斑晶为研究火山岩的深部演化过程及源区属性提供了重要的载体。本文通过对早古生代玄武岩及其中的单斜辉石斑晶进行矿物学、岩石学及地球化学分析,讨论火山岩的演化历程及源区属性。电子探针分析结果表明玄武岩中单斜辉石斑晶属于透辉石,其成分与全岩成分并不平衡,暗示岩石经历了单斜辉石的堆晶作用。通过质量平衡计算得到了与单斜辉石斑晶平衡的熔体并计算了单斜辉石结晶的温压条件,结果显示单斜辉石斑晶结晶压力为7.6～14.0kbar,温度为1201～1268℃。高压下的分离结晶作用导致了单斜辉石成为主要的结晶相。重建后的玄武岩具有高镁、高钙、富钛,富集高场强元素Nb、Ta,亏损Rb、K、Sr和P,Dy/Yb比值高的地球化学特征,指示其源区为含单斜辉石、磷灰石及石榴石的交代岩石圈地幔。同地区发现的玄武质角砾也具高镁及高钙的特征,其富集Ba、Nb、Ta、Ti及低Dy/Yb比值表明源区为含单斜辉石、角闪石及尖晶石的交代岩石圈地幔。  相似文献   

三峡水库消落区典型草本植物氮、磷养分计量特征     

米玮洁  邹怡  李明  陈明秀  董方勇 《湖泊科学》2016,28(4):802-811

为明确消落区土壤养分对植物生长的影响,通过室内栽培试验,研究三峡库区秭归消落区土壤3种氮磷水平下4种草本植物—鬼针草(Bidens pilosa)、苍耳(Xanthium sibiricum)、水蓼(Polygonum hydropiper)、藜(Chenopodium album)长势及氮、磷计量特征.结果表明,消落区土壤中生长的植物氮含量为7.98~19.4 mg/g,磷含量为0.740~3.880 mg/g,氮磷比为3.48~13.70,判别植物生长受氮限制.外源氮磷的添加促进植物氮、磷含量明显升高,但氮磷比没有明显变化;外源氮磷添加解除植物受氮的限制作用.4种植物对消落区土壤低氮环境具有一定的适应能力.比较消落区土壤中4种植物长势,鬼针草生物量、相对生长率、根茎生物量比最高,氮磷养分丰富对鬼针草生长促进作用最明显,表明鬼针草更易于在氮、磷贫乏的三峡库区消落区形成优势群落.  相似文献   

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

张云  王圣瑞  段昌群  焦立新  王一茹  高秋生 《湖泊科学》2018,30(2):314-325

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.  相似文献   

外源氮磷负荷比增加对刺苦草（Vallisneria spinulosa）生长的影响     

张雪  郑建伟  周茂飞  殷春雨  关保华 《湖泊科学》2017,29(4):880-886

磷(P)是水生态系统生产力的限制因子,因此,在水体富营养化治理的过程中,许多地方采取了有效的措施控制流域P的排放;但氮(N)来源复杂,难以有效控制,导致湖泊外源的N∶P负荷比日益扩大.植物的生长需要合适的N∶P比,因此,外源N∶P负荷比的增加可能会对沉水植物的生长产生影响.采取控制实验,将刺苦草(Vallisneria spinulosa)栽种于塑料桶中,每隔3 d添加1次N、P营养盐,实验设置5个处理,P外源性负荷量固定为4 mg/(m~2·d),N外源性负荷量分别为0、40、80、120、160 mg/(m~2·d).实验周期为80 d.结果显示:随着N∶P负荷比的增加,刺苦草的叶干重、植株总干重、根干重、叶N及总N含量、叶片数、叶P及总P含量等指标基本保持不变或略有增加,单株总根长、根茎长度、块茎干重和无性系小株数目则呈现下降趋势.结果表明:随外源N∶P负荷比的增加,刺苦草个体生长指标总体呈现不变的趋势,但与种群扩张潜力相关的指标如根茎长度、块茎干重和无性系小株数目等则呈现下降趋势;刺苦草体内累积的N随外源N∶P负荷比的增加而增加,但P的累积保持不变.说明N∶P负荷比的增加对刺苦草个体生长影响不大,但对种群扩张不利;刺苦草对P的吸收也并不随N∶P比的增加而改变.  相似文献