人为活动排放的大量活性氮(N)显著地扰乱了陆地-河口-海洋连续体的氮循环，也引起了河口海岸的富营养化和缺氧。流域氮营养物质通过河口向下游输送过程中，多种生物过程共同作用调节多种氮素的形态转化，而不同微生物介导的氮转化过程伴随着不同的氧气、二氧化碳和质子的产生与消耗，从而对下游和海岸带生物地球化学生境乃至于微生物的生态位产生影响。因此，研究氮的转化，特别是受人为氮输入严重影响的河口，对于我们加深对河口内生物地球化学过程、沿海环境问题(沿海缺氧和富营养化)和陆海边界与潜在气候效应联系的认识，具有重要的科学意义。

图1 不同无机氮吸收速率占总无机氮吸收比例、相对利用偏好（RPI）及生命周期

近日，我实验室南海海岸带变化与物质迁移创新团队核心成员高树基教授团队领衔，基于稳定氮同位素示踪技术，同步定量探究了夏季珠江河口水体昼夜尺度下氨氧化和三种无机氮吸收速率以及相应的氧气消耗与产生速率。

研究结果表明，1）光驱动了传输过程中的不同形态氮的动态变化，2）外源铵氮的高输入，在日夜节律调控下，并不一定会导致氧气消耗，也能够净产氧，3）铵氮日间迅速转化为颗粒有机氮，这很可能是外河口底部水体缺氧的驱动因素，而氨氮夜间快速的转化为硝，日夜节律驱动此二过程的结合可以促进下游的反硝化自净过程，4）浮游植物对铵氮的高偏好使得河口硝酸盐呈现保守行为向远距离传输，容易引起外河口浮游植物爆发，导致缺氧。

未来随着珠江口上游土地利用的变化和污水处理技术的改进，淡水排放所携带的氮种类和浓度可能会发生变化，从而改变目前氮转化过程及氧气相关的动力学。此研究结果揭示，氮-氧-碳元素循环，在时间与空间上环环相扣，此新知识可助力于河口氮相关污染缓解和环境风险的评估，并可用于生物地球化学模型的验证。

研究成果于2022年8月5日被Elsevier旗下期刊Water Research接收，题目为“Diel change in inorganic nitrogenous nutrient dynamics and associated oxygen stoichiometry along the Pearl River Estuary”。创新团队骨干成员徐敏副研究员（海南大学）为论文的第一作者和通讯作者，核心成员高树基教授和骨干成员谭萼辉副研究员（海南大学）为文章的合作作者。

图2 珠江口水体氮转化途径及相应氧的化学计量学概念图

该研究得到了南方海洋实验室创新团队建设科研经费、国家自然科学基金等项目的支持。