波罗的海北部诸河口的脱氮作用

河流入海口被认为对减少输送到海洋里的氮负荷有很重要的作用。我们监测了北波罗的海的6个海湾河口的脱氮速度。其中4个是波的尼亚湾(波的尼亚湾的北部海湾)的河口,两个是河口海湾,一个在群岛海(波的尼亚湾南部海湾),另一个在芬兰湾。4个河口脱氮作用的速度介于330～905μmolN/m^2·d之间。群岛海和波的尼亚湾的河口海湾脱氮作用的速度分别为90～910μmolN/m^2·d,230～320μmol N/m^2·d。脱氮作用能够去除掉河口处和芬兰湾的河口海湾处的总氮负荷量的3.6%～9.0%,在这些地方停留的时间是短暂的。而停留时间很长,在河口海湾群岛海入海之前4.5%的硝酸盐负荷和19%的氮负荷能被去除掉。根据我们的监测结果,快速流动的河流以及河口地区的沉积物停留短暂,去除流向波罗的海的氮负荷的能力有限。

波罗的海北部海冰生物区在养分和有机物循环中的作用

本文海冰的生化数据采集于波罗的海的波的尼亚湾(Hailuoto,芬兰)、波的尼亚海(Norrby,瑞典)和芬兰湾(Tvrminne,芬兰)三个海域。主要来源于2003～2006年开展BIREME项目期间的现场测量和实验,并补充了一些公开发表的相关数据。我们的重点是分析波罗的海海冰内生物活动是否有明显的区域性变化。波的尼亚湾海冰区域的叶绿素α浓度和细菌周转率都较低。然而,我们主要是在紧靠陆地的当年海冰内取样,明显缺失了海冰内最活跃的生物学系统,而这个系统一般都存在于残冰中(例如冰脊)。我们有限的数据表明,波罗的海的最北部海域内,在压力脊的冰固结层下方的受压冰块(keel blocks)和受压冰块间隙水内,藻类密度较高。尽管在顶层和冰内偶尔也能发现丰富的生物,但波的尼亚海和芬兰湾靠陆地海冰的最低层似乎是生物活性的中心。在积雪期间,冰中海藻光照受限,而对于冰底层的藻类,磷酸盐通常是限制性养分。细菌的生长明显被藻类有关的可溶性有机物的生产所控制,因为波的尼亚湾中的生长率低,但外来的可溶性有机物浓度高。在藻华发生期间,相比开放水体中的细菌活性,波的尼亚海和芬兰湾的细菌群落都有较高的周转率,和与藻华发生期间开放水体中相当的活动水平这意味着冬季海冰细菌群落有很强的物质处理能力。

富营养化作用和自净作用:大尺度周期和流体动力过程的反作用

90年代,氮的储量在波罗的海北部有上升的趋势,这可以用脱氮作用变化来解释所观察到的在氮储量方面的某些波动情况。虽然脱氮作用是一个缺氧过程,但沉积物可以被适度氧化,所以通过脱氮作用除去氮还是一种比较有效的方法。人们注意到,1973～1999年27年的时间里,波罗的海北部SiO_4与DIN(DIN=NO_3+NH_4)的比率大大降低了。假如可溶性的硅能够限制浮游植物赤潮的话,那么由硅藻引发的赤潮就会消失而由鞭毛藻所取代,从而导致磷酸盐储存并且沉积下来。7年以后,以前曾经流入这里的高盐水已经随着时间的推移而消失并且缺氧现象已经扩散到周围很大的一片区域。在海底深处,磷的含量已开始增长并且脱氮能力正在减弱。因此,从长远观点看,如果能使氮和磷的含量减少到最低水平,那么将有可能帮助波罗的海摆脱因富营养化而造成的影响。