xv
8 N 2 Fixation in Ocean Basins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
8.1 Nutrient Relationships, Ratios and N Cycle Feedbacks . . . . . . . . 146
Stable Isotope Inferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
The N* Parameter and N 2 Fixation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
8.2 Basin and Global Scale Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Pelagic Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Heterotrophic N 2 Fixation Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Benthic Studies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
8.3 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
9 Marine N 2 Fixation, Global Change and the Future . . . . . . . . . . . . . . 157
9.1 Effects of Environmental Changes on Species . . . . . . . . . . . . . . . 159
9.2 Large-Scale Shifts in N 2 Fixation in the Global Ocean . . . . . . . . . 161
9.3 Ocean Fertilization and Marine N 2 Fixation . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
9.4 Marine Aquaculture, Biotechnology and N 2 Fixation . . . . . . . . . . 162
9.5 Overcoming Challenges for Future N 2 Fixation Research . . . . . . . 163
9.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
10 Summary and Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10.2 Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
10.3 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
10.4 Microorganisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
10.5 Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
10.6 Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
10.7 Biogeography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
10.8 N 2 Fixation in Ocean Basins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
10.9 Marine N 2 Fixation, Global Change and the Future . . . . . . . . . . . 179
10.10 Over-Arching Questions, Controversies and Future
Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Microbiological . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Physiological . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Ecological/Biogeochemical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Methodological/Technological . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
10.11 Closing Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Contents