火山流域稳定同位素与水化学特征及其对堪察加东部近海环境的影响：大陆径流与浮游植物水华的关联机制

《Marine Pollution Bulletin》：Stable isotopes δD–H 2O, δ18O–H 2O, δ15N–NO?3, δ18O–NO?3 and hydrochemistry of the volcanic catchments and the influence of continental runoff on the environment of Eastern Kamchatka

本文通过分析堪察加半岛火山流域水体稳定同位素（δD–H2O、δ18O–H2O、δ15N–NO3?、δ18O–NO3?）及水化学数据，揭示雪融期火山源性营养物质（DIN、DIP）通过径流输入太平洋后，引发春季夏季浮游植物水华（含有害藻华）的生态响应机制，为火山活动区生物地球化学循环研究提供新视角。

　　

章节亮点

堪察加半岛地理与气候特征

堪察加半岛绵延1250公里（北纬51-61°），宽达450公里（东经155-163°）。太平洋沿岸分布着三大海湾：堪察加湾、克罗诺茨基湾和阿瓦恰湾，水深超2000米。半岛西侧毗邻鄂霍次克海，受太平洋板块俯冲作用影响，形成东西两大火山带，塑造了独特的水文地质格局。

各河流中δD–H₂O、δ¹⁸O–H₂O及宏量离子浓度的季节变化

水体δD–H₂O与δ¹⁸O–H₂O同位素组成整体沿全球大气水线分布，但不同流域呈现显著差异。例如，彭日纳河同位素值最轻（δD低至-150.4‰），而火山区域河流因热液输入呈现重同位素特征，且氯离子（Cl^-）浓度与同位素值呈正相关，揭示水文路径的多样性。

影响河流同位素组成（δD–H₂O、δ¹⁸O–H₂O、δ¹⁵N–NO₃^?、δ¹⁸O–NO₃^?）与水化学特征的关键因素

1. 1.
   堪察加河上游与下游因火山活动导致同位素组成显著分异；
2. 2.
   氯离子与重同位素关联性指示海水入侵或深部流体贡献；
3. 3.
   硝酸盐同位素揭示火山喷气为雪中溶解性无机氮（DIN）的重要来源，夏季融雪后通过径流输入海洋，驱动浮游植物爆发性生长。

结论

本研究通过多同位素联合示踪，阐明火山活动区水文循环与营养物质输运的耦合机制，指出冬季火山喷发积累的含氮物质经雪融释放，是引发太平洋沿岸季节性藻华（含赤潮）的核心驱动力。