海洋生物圈对全球氧气生产和碳吸收有重要影响，生物圈生产力作用影响大气中的二氧化碳浓度，从而影响全球碳循环，进而导致全球气候变化。水体初级生产率的评估对于了解海洋生态系统、海洋生物地球化学循环以及预测海洋生态系统对气候变化的响应具有重要意义。
海洋的净氧气生产力（Net biological O
2 Production, NOP）是海洋生物作用后可利用的初级生产力，等于生物光合作用产生的总氧气量与生物呼吸作用消耗的氧气量之差。氩气与氧气有相似的物理特性（溶解度、温度依赖性、分子扩散率），但只有溶解氧会受到生物产氧和耗氧过程的影响，因此海水溶解气体中的氧氩气体比率（O
2/Ar）可用于估算海洋NOP值。溶解氧中的氧氩比((O
2:Ar)
meas)和与空气达到平衡时的氧氩比((O
2:Ar)
eq)的比值可以度量生物氧饱和度，而ΔO
2/Ar可作为生物氧过饱和大小的指标。2020年冬季我们采集了北黄海14个站点的表层（3m）海水，其中包含5个平行样，在上海交通大学海洋学院气候实验室进行了氮氧氩气体收集和O
2/Ar的测量：
ΔO2Ar=O2ArmeasO2Areq-1
与空气达到平衡时的氧氩比可以根据气温、盐度等数据算得（Hamme and Emerson, 2004）, 样品气体里的二氧化碳和水汽在液氮低温下被去除，氮气通过色谱柱去除，剩余的氧氩混合气体进入到质谱仪（ThermoFish 253）进行氧氩比分析，测量得到的氧氩比可通过质荷比（m/z）为32和40离子束强度的峰跃变化得到。
生物氧的海-气交换通量被定义为：
NOP=
KgCeqO2ΔO2Ar
通过计算得到了冬季北黄海的NOP值。此种方法下的NOP估算是在假定稳定状态的前提下得到的海水混合层的生物生产力值，忽略了由于海水物理运动带来的混合层以下的海水生物生产力信号。 C
eq(O
2)表示一定温盐条件下海-气气体平衡状态下的氧饱和浓度（Garcia and Gordon, 1992），Kg根据Nightingale等，（2000）的方法算得，把10米高度的风速进行参数化，并采用Reuer等，(2007)的日加权方法，计算氧气在混合层停留时间内的平均值。
目前，我们正在搭建氧氩混合气体的气体分离系统及三氧同位素（Δ
17O）的测试平台，以期在今后能够在海洋生物生产力评估上得到更多的进展。
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