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　　近(jin)日，中(zhong)國(guo)海洋大(da)學(xue)深(shen)海圈(quan)層(ceng)與(yu)地(di)球(qiu)系統前沿(yan)科學(xue)中(zhong)心、海洋化(hua)(hua)(hua)學(xue)理論與(yu)工程(cheng)技術教(jiao)(jiao)育部重點實驗室在環境領域頂(ding)尖學(xue)術期刊Environmental Science & Technology發表(biao)了題(ti)為“Emissions of nitric oxide from photochemical and microbial processes in coastal waters of the Yellow and East China Seas”（黃東海光化(hua)(hua)(hua)學(xue)和微生(sheng)物過程(cheng)的一(yi)(yi)氧化(hua)(hua)(hua)氮釋放）的文章，在海洋一(yi)(yi)氧化(hua)(hua)(hua)氮（NO）生(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)學(xue)循環研(yan)究領域取(qu)得(de)新進(jin)展（圖1）。論文第一(yi)(yi)作者(zhe)為劉春(chun)穎教(jiao)(jiao)授(shou)指導的2021級海洋化(hua)(hua)(hua)學(xue)專業(ye)博(bo)士研(yan)究生(sheng)貢(gong)江(jiang)琛，通訊作者(zhe)為劉春(chun)穎教(jiao)(jiao)授(shou)和楊桂朋教(jiao)(jiao)授(shou)。

圖1 黃(huang)東海光化學和微生物過(guo)程的(de)一氧化氮釋放

　　海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)中(zhong)活性氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物地球(qiu)化(hua)學及環(huan)境效應是(shi)目前海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)科(ke)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)熱點。NO是(shi)破壞臭氧(yang)層、形(xing)成酸雨及光(guang)化(hua)學煙霧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污染氣體(ti)，然而(er)細胞內NO對(dui)生(sheng)(sheng)物體(ti)至關重要，NO對(dui)生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長和(he)代謝有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控作(zuo)用(yong)，它也是(shi)某些微(wei)生(sheng)(sheng)物過(guo)程如(ru)硝化(hua)和(he)反硝化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵中(zhong)間物質。由(you)于NO在海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)水(shui)中(zhong)濃度(du)(du)低且活性高，不(bu)易觀測(ce)(ce)，使得NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物地球(qiu)化(hua)學研究(jiu)受到很大限(xian)制(zhi)(zhi)，目前海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)收支和(he)產生(sheng)(sheng)機制(zhi)(zhi)仍不(bu)清楚。本(ben)研究(jiu)首次在黃東(dong)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)洋(yang)(yang)和(he)低層大氣中(zhong)同時進行了高分(fen)辨率NO濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)走(zou)航(hang)觀測(ce)(ce)；通過(guo)船基培(pei)養，測(ce)(ce)定了表(biao)層海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)水(shui)中(zhong)不(bu)同過(guo)程NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)速(su)率；利用(yong)基因組學分(fen)析了產生(sheng)(sheng)NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要微(wei)生(sheng)(sheng)物過(guo)程（圖(tu)2）；闡明了中(zhong)國東(dong)部陸(lu)架海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)表(biao)層海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)水(shui)產生(sheng)(sheng)NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)降解和(he)微(wei)生(sheng)(sheng)物作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要機制(zhi)(zhi)，揭(jie)示了該海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)域NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時空變化(hua)規律、源-匯格局和(he)主(zhu)控因素，并估(gu)算了黃東(dong)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)NO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)-氣交(jiao)換通量。

圖2 (a) 研究區(qu)域(yu)微生(sheng)物氮循(xun)環、涉及(ji)的(de)(de)標記基因(yin)和(he)(he)遺傳潛力(li)。(b) 基于功能特征的(de)(de)主要(yao)微生(sheng)物在綱(gang)水平(ping)和(he)(he)屬(shu)水平(ping)上(shang)的(de)(de)相對(dui)豐度。 (c) 基于每個標記基因(yin)的(de)(de)綱(gang)水平(ping)和(he)(he)屬(shu)水平(ping)上(shang)主要(yao)微生(sheng)物的(de)(de)基因(yin)數。A-E分(fen)別表示Gammaproteobacteria、Flavobacteriia、Cytophagia、Alphaproteobacteria和(he)(he)Unclassified。J-M分(fen)別表示Gammaproteobacteria、Flavobacteriia、Alphaproteobacteria和(he)(he)Unclassified。

　　研(yan)(yan)究表明，亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)光降(jiang)解作(zuo)用是黃東海(hai)NO產生的(de)(de)主要來源，其次(ci)為古細菌的(de)(de)硝(xiao)化作(zuo)用。同(tong)時探究了大氣(qi)中(zhong)NO和臭氧之間的(de)(de)關系(xi)，明確了大氣(qi)中(zhong)NO的(de)(de)來源。發現大氣(qi)中(zhong)NO的(de)(de)濃度降(jiang)低將(jiang)會使近海(hai)海(hai)域的(de)(de)NO海(hai)氣(qi)交換(huan)通量增(zeng)強。近海(hai)海(hai)域的(de)(de)NO排放主要受活性(xing)氮輸入的(de)(de)影(ying)響，并將(jiang)隨著陸源NO排放的(de)(de)減(jian)少而呈(cheng)增(zeng)加趨勢。這些結果完善了NO的(de)(de)海(hai)洋(yang)生物地球(qiu)化學循環(huan)模式，豐富了全球(qiu)氮循環(huan)的(de)(de)研(yan)(yan)究內(nei)涵，為評估其環(huan)境和氣(qi)候(hou)效應提供了科學依據。

　　本(ben)研(yan)究依托于(yu)本(ben)研(yan)究室所建立的NO走(zou)航(hang)(hang)觀測系統(tong)（圖3），相(xiang)關內容(rong)以 “Continuous chemiluminescence measurements of dissolved nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2) in the ocean surface layer of the East China Sea”（表層海水(shui)中一氧化氮(dan)（NO）和二氧化氮(dan)（NO）的走(zou)航(hang)(hang)觀測方法）為(wei)題(ti)于(yu)2021年(nian)發表于(yu)Environmental Science & Technology期刊(kan)。

圖3 溶解NO和NO2的(de)走航觀(guan)測系統(tong)

　　楊(yang)桂朋教授領(ling)銜的研(yan)究團(tuan)隊長(chang)期(qi)從事海(hai)洋(yang)活性(xing)氣體(ti)研(yan)究，在(zai)(zai)活性(xing)氣體(ti)的海(hai)洋(yang)生物地球化學及氣候效應研(yan)究領(ling)域取(qu)得了一系列創新性(xing)成(cheng)果(guo)。本次在(zai)(zai)Environmental Science & Technology上(shang)發(fa)表的研(yan)究成(cheng)果(guo)是(shi)該(gai)團(tuan)隊在(zai)(zai)海(hai)洋(yang)化學研(yan)究領(ling)域取(qu)得的又一重要研(yan)究進展。

　　該論文由(you)中(zhong)(zhong)國(guo)海(hai)洋大(da)學(xue)、嶗(lao)山(shan)實驗室、山(shan)東青島(dao)海(hai)洋環境監(jian)測中(zhong)(zhong)心(xin)、德(de)國(guo)GEOMAR Helmholtz-Zentrum海(hai)洋研(yan)究中(zhong)(zhong)心(xin)、南(nan)京信息(xi)工程(cheng)大(da)學(xue)等單位的(de)相關學(xue)者合作完成(cheng)。研(yan)究工作得到了國(guo)家(jia)重點(dian)研(yan)發計劃項(xiang)目和國(guo)家(jia)自然科學(xue)基金的(de)資助。