生物固氮作用是指固氮生物将氮气还原为生物可利用氮的过程。生物固氮作用向海洋输入生物可利用的“新氮”，从而缓解海洋氮限制并提高海洋初级生产力，进而增强海洋对大气二氧化碳的净吸收。本研究对比了生物固氮的测定方法在实际海域中对生物固氮速率的影响，并将海水法应用于南海琼东上升流区和南海南部海域，观测了南海固氮速率的时空分布及其影响因素，探讨了环境对生物固氮的调控机制，获得以下主要结论:　　(1)15N2气泡注入法（B方法）和15N2海水注入法（S方法）测得生物固氮速率经过ANOVA分析显示，测量方法是生物固氮速率的非显著性影响因素。海水的温度、盐度和密度均不是影响测量方法的主控因素。　　(2)琼东上升流区的表层固氮速率在为0～8.0μmolN m-3 d-1变化，积分固氮速率范围为0.23～42.6μmolN m-2 d-1。固氮对初级生产力的贡献占0～6.45％，对新生产力的贡献为5.8～100％。上升流作用明显与否对生物固氮速率的差异影响较大。固氮速率粒级分布结果表明，琼东上升流区固氮速率的主要贡献者为＞10μm的固氮生物。固氮生物以异养的α变形菌为优势类群，平均占比为65.5％。另外，夏季琼东上升流作用较强时段，生物固氮作用提供的氮通量达到了0.7GmolN。　　上升流时段测得的生物固氮速率和初级生产力大于非上升流时段，甚至高出近一个数量级（平均值分别为0.8与0.07μmolN m-3 d-1）。上升流作用时段生物固氮对初级生产力的贡献约为非上升流时段的四倍(贡献份额分别为1.9％与0.5％)，由此可证明琼东上升流区低温、高盐、高营养盐的下层水体可促进该区域生物固氮作用和浮游植物生产力。　　(3)南海南部海域上层水体(0～100 m)的固氮速率平均值为0.14±0.20μmolN m-3 d-1(n=76)。积分固氮速率范围为1.4～42.2μmolN m-2 d-1，呈现近岸低、远岸高的分布趋势。生物固氮作用对初级生产力的贡献平均为0.3±0.4％(n=19)，对新生产力的贡献为0～28％。南海南部海域上层水体中，生物固氮速率的主要贡献者为＞10μm的固氮生物，优势类群为异养的α变形菌，平均占比为87.8％。南海南部海域夏季生物固氮作用贡献的氮通量为2.1×109 molN。　　(4)南海南部弱光层水体(200～1000 m)生物固氮速率的变化范围为0～0.17μmolN m-3 d-1，积分固氮速率范围为0.18～68.77μmolN m-2 d-1。基于南部海域上层水体和弱光层水体的积分固氮速率，估算南海南部海域弱光层固氮对整个水层生物固氮量的贡献份额为55％。　　(5)上升流作用时段琼东表层的固氮速率高南海南部海域表层近一个数量级（平均值分别为1.2和0.14μmolN m-3 d-1），琼东所有站位点的固氮速率约为南海南部海域所有站位点的六倍（平均值分别为0.8和0.14μmolN m-2 d-1），琼东海域生物固氮作用对初级生产力的贡献比例是南海南部采样区域的两倍（平均值分别为1.9％和1.0％）。