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20XX缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响

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缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响目前,低氧现象已经成为一个全球性的海洋环境问题,而且有逐步恶化的趋势,据报道,世界范围内的低氧区已经由20世纪50年代以前的20多个增长到现在的400多个。尤其是在近海海域,由于人为活动的影响,造成了非常严重的富营养化问题，而由此所引起的低氧现象也日益严重,并已成为海洋学家广泛关注的热点问题低氧现象对海洋环境具有重要影响。低氧发生会促使水体和沉积物理化性质发生改变,从而显著影响氧化还原环境敏感元素的生物地球化学循环模式，进而改变沉积物和水体中氮、磷等营养盐的存在形式和分布状态,并导致有机碳在沉积物中的降解行为发生变化。而这一过程又会对整个生态系统产生一定的反馈作用,加剧或者减缓低氧的产生1?低氧对底质环境理化性质的影响

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响通常情况下，有机物在沉降过程中，首先被溶解氧氧化分解，进行有氧呼吸，随着深度的增加，溶解氧含量逐渐降低，有机物就会在厌氧生物的作用下进行厌氧分解，该过程所涉及的氧化剂主要有硝酸盐、铁、锰以及硫酸盐等，其氧化顺序主要是由各离子的热力学和动力学性质以及所处的环境所决定当所有的氧化剂消耗完毕时，有机物开始进行厌氧发酵，并产生二氧化碳和甲烷。各种氧化剂氧化分解有机物质后生成多种还原性物质，在一定条件下，这些还原性物质又可重新被水体混合所带来的溶解氧氧化变成氧化剂，从而完成整个循环过程可见，在氧气能够获得及时补充的情况下，底质环境中的氧化还原过程是一个良性循环，有利于维持系统的稳定和平衡

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响但是低氧的产生会打破这个平衡，由于有机物不断分解，氧化剂不断被消耗还原性物质逐步积累，而溶解氧补充量又远远小于消耗量，使得生态环境由氧化性变为弱氧化性、甚至是无氧状态的还原性。此时，沉积物中的铁和锰由深层不断扩散到表层然后被还原，形成易于溶解的组分，在低氧坏境下又不能被氧化，从而源源不断地释放到水体中总之，低氧打破了生态系统的理化平衡，生态系统的功能发生突变，改变了生源要素的分布特征和迁移变化规律，从而使生源要素表现出与有氧环境下完全不同的循环特点2低氧环境对沉积物中磷循环的影响

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响1磷是维持海洋生物生命活动的重要生源要素之一，它的含量和分布直接影响着海区初级生产力及浮游植物的种类、数量和分布。海洋沉积物是海洋水体中磷的重要源和汇。康利等研究发现在波罗的海沉积物释放的DIP是外部输入的10倍。但是低氧的出现，改变了海洋沉积物和水体理化性质，从而磷的分布和迁移规律也随之改变，造成沉积物在磷的源和汇的角色之中发生转换，最终给生态系统带来巨大的反馈效应23低氧环境对沉积物中氮循环的影响3低氧不仅改变磷的分布变化规律，而目对无机氮的分布与转化也具有显著影响4低氧条件下由于溶解氧含量降低，有机物分解生成的氨大部分不能被氧化为硝酸根，即硝化作用的效率会降低，同时在低氧环境中硝酸根又会发生异化反应生成氨，双重作用导致环境中氨含量增加，硝酸根含量降低

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响01这种沉积物对硝酸根在源与汇角色之间的转变，充分说明环境中溶解氧含量的稍微变化就会导致生态系统功能的重大改变05甲烷和是大气中除二氧化碳外的主要温室气体，能强力吸收由地球表面反射的红外线，其效率分别是二氧化碳的300倍02034?低氧环境对沉积物中温室气体循环的影响04全球变暖会加剧海水层化现象，为底层低氧的出现提供更为有利的外在动力条件，并使得低氧现象更为严重，而海洋低氧环境又会促使更多温室气体的产生，其向大气中的释放则会进一步加剧全球变暖，最终形成恶性循环这种沉积物对硝酸根在源与汇角色之间的转变，充分说明环境中溶解氧含量的稍微变化就会导致生态系统功能的重大改变

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响1低氧环境有利于甲烷的产生和积累，主要原因是生态系统发生低氧以后，有机物只能被硝酸盐、铁、锰以及硫酸盐氧化进行厌氧分解，生成各种还原性物质，低氧的持续进行造成还原性物质越积越多，而氧化剂则越来越少，其最终结果就是大量有机物不能被氧化分解，从而不断地沉降到沉积物上，进行厌氧发酵生成大量的甲烷2因此使低氧区产生和释放大量的甲烷，造成严重的温室效应35?结论与展望4低氧改变沉积物和水体的理化性质，使生态系统发生突变，由氧化环境变为还原环境，从而改变了生源要素的分布和变化规律5低氧环境下沉积物中铁磷含量降低，有机磷含量增高，抑制钙磷的形成，低氧促进沉积物中铁磷和有机磷分解释放出磷酸盐，增加了初级生产力

缺氧对沉积物中生物元素生物地球化学循环的影响低氧改变了无机氮