溶解有机物(DOM)是海洋中最大的有机碳贮库，与大气CO2总量相当。其生产、迁移与转化在海洋生物地球化学循环过程中扮演着核心角色，对全球气候变化具有显著影响。海水DOM大部分以惰性DOM储存在深海中，而有色溶解有机物(CDOM)是深海惰性DOM的重要组成部分，因此深海DOM具有一定的光化学活性。深海DOM在上升流和垂直混合作用下进入海洋透光层，在上层海洋的光化学转化及其微生物降解对于深入了解全球海洋生物地球化学循环具有重要的意义。作为全球低纬区最大的半封闭边缘海，南海是研究海洋生物地球化学过程与全球气候变化相互作用的重要区域。本文选取南海北部及菲律宾海，系统研究：(1)DOM的空间分布特征及影响该分布的动力学因素；(2)DOM的微生物可利用性、光化学活性和光化学-微生物协同转化过程；(3)深海DOM光化学转化及其对DOM微生物可利用性的影响。该研究结果将对深入认识全球海洋DOM循环具有启发意义。
　　基于2016、2017年夏季南海北部、吕宋海峡及菲律宾海2个航次的现场调查，测定分析了溶解有机碳浓度[DOC]、CDOM吸收光谱和荧光溶解有机物(FDOM)三维荧光光谱。首先得到DOM的空间分布特征，在水平方向上，表层海水DOC浓度(60.7-102.6μmolL-1)呈现出由陆架向海盆、由菲律宾海向吕宋海峡、南海逐渐递减的特点，中层和深层水DOC浓度分布较为均匀；垂向分布上，DOC浓度随深度增加呈现降低趋势，于深海(大于1000m)趋于稳定(43.4±4.6μmolL-1)。平行因子分析(PARAFAC)结果表明，样品FDOM包含两种类腐殖质组分(Ch)和三种类蛋白质组分(Cp)。CDOM、Ch的垂向分布特征与DOC相反，Cp的空间分布没有特定规律，南海北部CDOM和FDOM丰度均大于菲律宾海。微生物与光化学过程以及不同水团的等密度面混合是南海DOM空间分布的主控因素。根据两个海域之间海水DOM的交换通量得知，南海是西太平洋的碳汇之一，也是其CDOM和FDOM的重要来源。
　　为探究不同深度海水DOM的微生物可利用性，选取陆架、陆坡、海盆(SEATS)和菲律宾海(F2)站位，分别接种表层微生物至不同深度海水进行现场避光培养实验。研究发现，除表层DOM外，其他层位DOM的微生物可利用性较低，DOC浓度在微生物培养前后没有显著改变。虽然DOM不能被表层微生物矿化，但CDOM和FDOM丰度均有所增加，表明培养过程中微生物将部分无色DOM转化为CDOM和FDOM。
　　进一步对不同深度海水DOM光化学活性进行研究，选取深海站位(SEATS、F2)海水样品，经0.2-μmPES滤膜过滤后开展实验室模拟光照实验。研究发现，在开阔大洋中DOM光矿化程度(SEATS：0.4-5.2%，F2：0.5-3.5%)较低，随深度没有明显规律；深层海水DOM的光化学活性更高，其CDOM与类腐殖质组分Ch的光降解速率显著高于上层海水，其中Ch降解速率(SEATS：63.9%， F2：63.7%)较快，深海水DOM的芳香性更高。而光化学过程既能生产又能分解类蛋白质荧光组分(Cp)，因此Cp无特定的垂向降解规律。
　　现场光化学-微生物降解实验发现光化学转化可以有效提高深海DOM的微生物可利用性。F2站位底层海水(3200 m)直接接种表层海水细菌于暗处培养50天后，DOC浓度无明显变化。而该样品经太阳光照射后，10.4%的DOC可被表层细菌分解，而aCDOM(330)、Ch和Cp丰度均显著升高，生产率分别为169.4%、292.0%和255.3%，均显著高于对照组。因此，深海DOM经上升流进入透光层后，光化学过程以及光化学与微生物过程的相互作用会显著改变深海DOM的组成，对深海碳循环具有重要贡献。