春季黄、渤海沉积物中CH4和N2O的垂向分布特征研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 李思琦

作者： 李思琦;陈烨;尹霞;臧昆鹏;甄毓

作者机构：

关键词： 甲烷;氧化亚氮;渤海;黄海

期刊名称： 地学前缘

ISSN： 1005-2321

年卷期： 2022 年 29 卷 005 期

页码： 35-46

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 本研究分别利用顶空平衡法与qPCR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(CH4)和氧化亚氮(N2O)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CH4和N2()浓度呈现出明显的空间和垂直变化.结果显示,沉积物中CH4浓度为0.23~0.92 μmol·kg-1,N20浓度为18.90~104.96 nmol·kg-1.总体来说,渤海沉积物中CH4和N2()平均浓度高于黄海.垂向分布上,CH4 浓度均随深度增加逐渐升高,SO42-浓度随深度增加逐渐降低,并与CH4 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SO42-浓度的抑制.mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海.除3500-7站外,沉积物中mcrA 基因拷贝数随深度增加而升高.各站位mcrA基因丰度与CH4浓度均无显著相关性,且rncrA 丰度与SO42-浓度之间也未检测到显著相关性.dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级.dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少.各站位dsrB 基因拷贝数与CH4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SO42-与CH4 的其他作用.N2O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高.间隙水中NO3-和NO2-浓度均随深度减小,同时NH4+浓度与其呈相反趋势.沉积物中N2O与NO2-及NO3-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N2O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CH4和N2O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料.

分类号： P736.21%X145

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