春季黄、渤海沉积物中CH_4和N_2O的垂向分布特征研究

doi:10.13745/j.esf.sf.2021.9.12

IOCAS-IR

	春季黄、渤海沉积物中CH_4和N_2O的垂向分布特征研究
	李思琦 ; 陈烨 ; 尹霞 ; 臧昆鹏 ; 甄毓
发表期刊	地学前缘
ISSN	1005-2321
	2021-10-09
出版年	2022
卷号	v.29;No.157 期号:05 页码:46-57
文献类型	CNKI期刊论文
摘要	本研究分别利用顶空平衡法与q PCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH_4和N_2O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH_4浓度为0.23～0.92μmol·kg~(-1),N_2O浓度为18.90～104.96nmol·kg~(-1)。总体来说,渤海沉积物中CH_4和N_2O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH_4浓度均随深度增加逐渐升高,SO_4~(2-)浓度随深度增加逐渐降低,并与CH_4浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受SO_4~(2-)浓度的抑制。mcr A基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcr A基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcr A基因丰度与CH_4浓度均无显著相关性,且mcr A丰度与SO_4~(2-)浓度之间也未检测到显著相关性。dsr B基因拷贝数远高于mcr A基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。dsr B基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsr B基因拷贝数与CH_4浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中SO_4~(2-)与CH_4的其他作用。N_2O浓度随深度增加先降低,在深度30cm以下逐渐升高。间隙水中NO_3~-和NO_2~-浓度均随深度减小,同时NH_4~+浓度与其呈相反趋势。沉积物中N_2O与NO_2~-及NO_3~-浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N_2O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH_4和N_2O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。
关键词	甲烷氧化亚氮渤海黄海
CNKI专辑号	A;B;C;
CNKI专辑名称	基础科学;工程科技Ⅰ辑;工程科技Ⅱ辑;
CNKI专题号	A010;B019;C041;
CNKI专题名称	海洋学;石油天然气工业;新能源;
分类号	P744.4
收录类别	北大核心 ; 中科院核心 ; 中科院扩展
语种	中文;
DOI	10.13745/j.esf.sf.2021.9.12
资助项目(基金）	国家重点研发计划项目(2017YFC1404404) ; 国家自然科学基金项目(41620104001,41806131) ; 青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目(2016ASKJ02) ; 中央高校基本科研业务费专项(202061013)
引用统计
文献类型	CNKI期刊论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/187633
专题	中国科学院海洋研究所
作者单位	1.中国海洋大学海洋生命学院 2.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室 3.海洋环境与生态教育部重点实验室 4.中国海洋大学环境科学与工程学院 5.国家海洋环境监测中心
推荐引用方式 GB/T 7714	李思琦,陈烨,尹霞,等. 春季黄、渤海沉积物中CH_4和N_2O的垂向分布特征研究. 2021.