海洋生物固氮作用是海洋生物化学的重要过程,对海洋中氮通量起重要的调控作用。以往的研究认为深层水中的硝酸盐通过上升流进入表层水体是贫营养海域中新氮的主要来源,而新近研究表明生物固氮才是海洋中新氮的主要提供者。同时,生物固氮作为海洋氮循环的重要环节,对海洋C、N循环以及对大气CO2吸收能力也具有极其重要的调节作用。因此,对生物固氮限制因子的研究有助于深入认识海洋中N循环过程及生物固氮过程对气候的影响。在地质年代学上海水中的Fe被认为是生物固氮和海洋初级生产力的限制因素,P被假定为营养盐限制因素。一些研究者试图通过现场调查验证这一理论,但缺乏直接的证据。本文利用乙炔还原法(ARA)测定了北部湾2006年6月～2007年10月夏、冬、春和秋四个航次表层水的生物固氮速率,研究了生物固氮速率与温度、盐度等环境因子的相关性；探讨P、Fe和海洋胶体对北部湾表层水体叶绿素a及其固氮速率的影响。主要成果如下：　　 ⑴北部湾表层水体中生物固氮速率由高至低依序为春季>冬季>夏季>秋季。固氮速率的平均值分别为2202.24 pmolN/L/h、1624.85 pmolN/L/h、510.61pmolN/L/h和322.67 pmolN/L/h,总平均值为1352.80 pmolN/L/h,与阿拉伯海和大西洋百慕大海域相当,较北太平洋、北大西洋海域以及东海低。　　 ⑵温度、盐度与固氮速率数据之间的相关性并不明显,生物固氮速率可能还受到其它物理和化学等因子的影响。而N/P与生物固氮速率之间存在明显的正相关,说明了生物固氮过程中需要消耗大量的活性磷,初步推断出水体中低的活性磷含量会限制固氮生物的固氮速率及生长。　　 ⑶外加P、Fe和海洋胶体对北部湾表层水叶绿素a及固氮速率均有一定的促进作用。外加P、Fe和海洋胶体使叶绿素a的含量增加最明显的分别提高58％、84％和95％,使固氮速率提高545％、545％和1456％。但这种作用随季节、站位和外加P、Fe等营养要素而变,可能受固氮生物间、其他非固氮生物和浮游动物的摄食等因素的影响。结果表明,P或Fe是北部湾表层生物生长和固氮速率的重要影响因素。同样地,含有P和Fe的胶体对生物固氮作用也具有重要的影响,能为固氮提供充足的Fe和P,共同限制了生物生长和固氮速率,表明P、Fe和海洋胶体对北部湾表层水具有重要的效应。