利用生物标志物梯烷脂研究东海厌氧氨氧化活动的时空分布特征
厌氧氨氧化反应是指NH4+在缺氧条件下被NO2-氧化释放N2的过程，发生在厌氧氨氧化菌的厌氧氨氧化体中，是海洋中N2的重要来源。梯烷脂是厌氧氨氧化菌特有的一种脂类，由三个或五个线性顺式连接的四元环通过烷基链与甘油酯或醚连接而成，可以作为一种生物标志物指示海洋环境中的厌氧氨氧化活动。目前梯烷脂已在多个海域的水体颗粒物和沉积物中检出，并被广泛应用于海洋水体和沉积物的氮循环研究及厌氧氨氧化活动重建中。目前我国陆架海厌氧氨氧化的研究刚刚起步，尚未有利用生物标志物研究我国东海厌氧氨氧化活动的报道。我们分别对东海的表层沉积物、悬浮颗粒物和柱状样沉积物中的梯烷脂进行了分析，并与常用有机质指标和溶解氧等进行了对比，以明确东海厌氧氨氧化活动的时空分布规律及其影响因素。 首先，在所有站位的东海表层沉积物和悬浮颗粒物中均检测到了梯烷脂，证实了厌氧氨氧化活动在我国东海海域的广泛存在。梯烷脂的空间分布与东海缺氧区分布较吻合，表明低的溶解氧含量可能是厌氧氨氧化活动的必需因素之一。沉积物中梯烷脂含量还与TOC（Total Organic Carbon）、海源有机质指标（A+B+D（Alkenones+Brassicasterol+Dinosterol）、GDGTs、crenarchaeol）和陆源有机质指标C27+C29+C31 n-alkane的分布趋势基本一致，均在长江口泥质区、闽浙沿岸泥质区和济州岛西南泥质区附近有高值，这可能是由于长江径流、闽浙沿岸上升流、济州岛西南海域气旋式冷涡引起的上升流及有机质降解作用带来的大量营养盐促进了海洋生产力的增加及厌氧氨氧化活动的增强。根据NL5指标计算的厌氧氨氧化菌生存温度推测，我国东海表层沉积物中的梯烷脂可能主要来自上层温暖水柱中厌氧氨氧化菌的沉降，而沉积物中原位产生的梯烷脂相对较少。悬浮颗粒物中梯烷脂的大量测定也表明了东海水体中较强的厌氧氨氧化活动，但由于我们所测颗粒物站位较少，还不能得到较明确的结论。 另外，我们分析了东海闽浙沿岸T06箱式柱状样中的梯烷脂，利用生物标志物的方法重建了近百年来东海的厌氧氨氧化活动。结果表明，在过去一百年来，该海域的厌氧氨氧化活动呈逐渐加强的趋势，1898-1960年期间厌氧氨氧化活动相对较弱且强度变化不大，1960年开始逐渐增强，特别是80年代以来，厌氧氨氧化活动强度迅速增大，与代表海洋生产力的甲藻、硅藻和颗石藻等浮游植物及奇古菌的变化趋势相同。这可能是由于近年来陆地输入营养盐的增加和海水富营养化作用的急剧加强，导致海洋生产力迅速提高；同时浮游生物的呼吸作用及死亡碎屑的成岩作用的加剧导致了海洋水体严重缺氧，为厌氧氨氧化活动提供了有利的生存环境。TOC随时间变化整体也呈上升趋势，但变化幅度不大。陆源有机质指标C27+C29+C31n-alkane与梯烷脂的变化无明显相关。总之，厌氧氨氧化活动与海洋生产力密切相关，溶解氧、NH4+和NO2-等营养盐可能是控制厌氧氨氧化活动强度的内在因素，但其机制仍需进一步探讨和研究。
生物标志物;梯烷脂;厌氧氨;氧化活动;时空分布特征;东海
中国海洋大学
硕士
海洋化学
赵姜训;赵宗山
2013
中文
P734
66
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）