大亚湾是受人类活动影响显著的近岸海湾，诸如富含无机营养的近岸海湾是否存在生物固氮作用？固氮速率主要受什么因素调控？固氮作用所提供新氮占外源性新氮的比例如何等科学问题至今仍没有清晰的认识。本研究将15N同位素吸收法与固氮酶基因分析结合，揭示了典型近岸海湾—大亚湾生物固氮作用的时空变化及调控机制。大亚湾生物固氮速率具有夏季>春季>秋冬季的季节变化规律，同时存在较大的空间变化，固氮速率高值往往与固碳速率高值同步出现，另外，受控实验表明无机氮添加不会导致固氮速率降低。这些结果表明，近岸海洋环境中丰富的无机氮营养盐并不会抑制固氮作用的发生。这与开阔大洋寡营养海区固氮作用受到无机氮营养抑制的认识大相径庭，凸显出两种生境固氮作用的不同。研究发现，大亚湾固氮作用在很大程度上受溶解有机物质的调控，证据主要来自：（1）固氮基因（nifH）丰度的结果表明，大亚湾的固氮生物以异养变形菌占绝对优势；（2）现场实测的固氮速率与DOC浓度之间存在显著正相关关系；（3）现场受控实验表明，添加溶解有机物对固氮作用有刺激作用，其中同时添加DOC和DON时效果最为明显；（4）浮游植物初级生产产生的新鲜有机物对固氮作用的影响比惰性有机组分更加明显。综合以上认识，近岸海湾的生物固氮作用可能也会受到人类活动的持续影响，人类活动通过改变近岸海湾的无机营养盐含量和结构，影响海湾的初级生产过程，调节溶解有机物的生物可利用性，从而对生物固氮作用产生影响。成果发表在Science of the Total Environment期刊上。
近岸海湾固氮作用调控机制示意图
（Danyang Li, Run Zhang, Min Chen, et al. N2 fixation impacted by carbon fixation via dissolved organic carbon in the changing Daya Bay, South China Sea. Science of the Total Environment, 2019, 674: 592-602.)
