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沉积物中有机氮是近海生态系统氮的重要组成部分,是氮循环的重要储存库。本文以大亚湾沉积物有机氮为研究对象,通过现场调查与室内培养实验,探讨其赋存形态、矿化特征及沉积物—海水界面溶解性有机氮(DON)的交换通量,对深入认识氮循环过程,进一步了解人类活动对近海富营养化的影响机制具有重要意义,可为我国海湾环境管理和保护提供科学依据。主要结果如下: (1)大亚湾沉积物中DON冬季和夏季的平均含量分别为50.56mg/kg和46.92mg/kg,溶解性游离氨基酸(DFAA)的平均含量分别为8.48mg/kg和20.34mg/kg。二者冬季和夏季空间分布均呈现出湾沿岸和海水养殖区域较高,而湾中区域较低的趋势,DON和DFAA含量均与沉积物总氮、总磷、有机质的含量密切相关。 (2)大亚湾沉积物中酸解态有机氮(AHN)平均含量为769.91mg/kg,占总氮的比例为42.76%,AHN各组分的含量表现为氨基糖氮(ASN)<氨态氮(AN)≈氨基酸氮(THAA)<酸解未知氮(HUN)。AHN高值区出现在大鹏澳网箱养殖区、哑铃湾和范和港,而湾中部含量较低。沉积物中可水解态氨基酸(THAA)以甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)摩尔含量最高,大亚湾沿岸和海水养殖区有机质活性较高,而湾口和湾中区域沉积物有机质活性较低。 (3)沉积物中蛋白酶和脲酶活性分别为459.06mg/(kg·d)和108.44mg/(kg·d),蛋白酶和脲酶活性随外源污染负荷的增加而升高。沉积物中矿化氮(MN)平均含量为138.41mg/kg,占TN的比例平均为8.18%,有机氮发生矿化作用以生成NH4-N为主。MN高值区位于大鹏澳养殖区、范和港和北部海域。沉积物MN与有机质、总氮密切相关,污染程度升高,沉积物有机氮的矿化潜力增大。 (4)DON、溶解性有机碳(DOC)、NH4-N主要表现为由沉积物向上覆水扩散,而NO3-N、NO2-N则是由上覆水向沉积物扩散。NH4-N是沉积物—海水界面营养盐交换的主要形态,DON在沉积物—海水界面的交换通量占TDN交换通量的0.95~43.86%,DON是沉积物—海水界面氮交换的重要形态。沉积物—海水界面DON、DOC和NH4-N交换通量均表现为湾内大于湾口,且在河口区、沿岸和网箱养殖区表现出较高的交换通量,地表径流输入、沿岸人类生活和海水养殖活动提高了沉积物—海水界面营养盐交换通量。