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海洋生物学では、新たな生産は、特に深海からの栄養塩の湧昇など、有光層外からの栄養塩の流入によって支えられているが、陸上や大気からの供給源（有光層での栄養塩のリサイクルによって支えられている再生生産とは対照的）によっても支えられている。新たな生産は、循環に関連する混合と垂直移流プロセスに依存している。[1]
新規および再生生産
海洋では、生物が利用可能な窒素は、硝酸塩（NO 3 −）、亜硝酸塩（NO 2 − ）、アンモニウム（NH 4 + ）などの単純なイオン形態や、尿素（（NH2）2 CO）などのより複雑な有機形態など、いくつかの形態で存在します。これらの形態は、独立栄養植物 プランクトンによってアミノ酸（タンパク質の構成要素）などの有機分子を合成するために利用されます。動物プランクトンや大型生物による植物プランクトンを食べることで、この有機窒素は食物連鎖を通じて海洋食物網全体に伝達されます。
窒素有機分子が最終的に生物によって代謝されると、アンモニウム（またはその後アンモニウムに代謝されるより複雑な分子）として水柱に戻されます。アンモニウムは植物プランクトンによって使用され、再び食物連鎖に入るため、これは再生と呼ばれます。このようにアンモニウムによって推進される 一次生産は、再生生産と呼ばれます。
しかし、アンモニウムは硝化のプロセスによって硝酸塩（亜硝酸塩経由）に酸化されることもあります。これは、異なるバクテリアによって 2 段階で実行されます。
NH 3 + O 2 → NO 2 − + 3H + + 2e −
NO 2 − + H 2 O → NO 3 − + 2H + + 2e −
重要なのは、このプロセスは光がない場合（または深さの別の関数として）にのみ発生すると考えられていることです。海洋では、これにより硝化が一次生産から垂直に分離され、無光層に限定されます。これにより、水柱内の硝酸塩はすべて無光層からのものであり、沈降によってそこに運ばれた有機物から発生したものでなければなりません。したがって、硝酸塩によって促進される一次生産は、再生された栄養源ではなく「新鮮な」栄養源を利用しています。したがって、硝酸塩による生産は新しい生産と呼ばれます。[2]
まとめると、硝酸塩に基づく生産は生産層の外側から新たに到着した栄養分子を使用するため、新規生産と呼ばれます。硝酸塩の利用率は、新規生産の良い指標です。一方、有機物がその後食べられ、呼吸され、窒素がアンモニアとして排出され、その後植物プランクトンによって有機物に吸収され、再び組み込まれることは、リサイクル（または再生）生産と呼ばれます。アンモニアの利用率も同様に、リサイクル生産の指標です。[3]
15種の窒素化合物を使用することで、海中の一次生産に関連する新しい窒素と再生された窒素の割合を測定することができます。[2]
参照
参考文献
- ^ Richard W. Eppley、Bruce J. Peterson。「深海における微粒子有機物フラックスとプランクトンの新生産」Nature Vol. 282: 677-680。
- ^ ab Dugdale, RC; Goering, JJ (1967). 「一次生産性における窒素の新形態および再生形態の取り込み」 Limnol. Oceanogr. 12 (2): 196–206.
- ^ チャールズ・B・ミラー; 生物海洋学。