研究背景與目的
瑚礁是生產力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一,近幾十年來一直在急劇下降。雖然研究認為珊瑚礁退化和人為氮負荷增加之間存在顯著相關性,但缺乏對這些重要生態(tài)系統(tǒng)中氮源和循環(huán)過程的定量描述。
在本研究中,作者對遭受嚴重人為干擾的潿洲島珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)進行了同位素調查。作者測量了從該地區(qū)采集的海水、孔隙水、沉積有機氮(SON)和懸浮顆粒有機氮(PON)的同位素組成。作為限制氮源的一種方法,還測量了當?shù)匚鬯⒌叵滤徒邓耐凰亟M成。獲得了常規(guī)珊瑚礁監(jiān)測數(shù)據(如營養(yǎng)物濃度和漂白率)。
本研究提出的關鍵問題是:
1)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中氮的空間分布模式是什么?
2) 在嚴重人為干擾下,生態(tài)系統(tǒng)中的主要氮源和循環(huán)過程是什么?
研究區(qū)域
潿洲島位于南海北部灣北部。在過去幾十年中,該島經歷了從以漁業(yè)為基礎的經濟向今天以旅游業(yè)為主的產業(yè)的社會轉型,同時珊瑚礁急劇退化。研究表明,從1990年到2015年,平均活珊瑚覆蓋率從69%下降到6%,這可能與氮富集和全球變暖有關。
研究結果
結論
應用多重同位素方法,系統(tǒng)地確定了人類干擾珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中的遠洋和沉積氮循環(huán)及其相互作用的關鍵過程。研究表明,控制生態(tài)系統(tǒng)中氮收支和循環(huán)的復雜過程有效地反映在海水和沉積物的同位素組成中,從而為理解珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)增加了一個重要維度。還應注意的是,珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)過程必須比表面上看到的更多。氮15(15N)同位素標記技術和原位微生物群落分析這些進一步的努力將有助于全面了解珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)過程。