近海养殖区溶解有机物的动态变化及控制因素

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溶解有机物(DOM)在水环境生物地球化学循环和生态系统中扮演着重要角色。对于河口区、养殖区和近海区组成的近海综合养殖系统,陆海相互作用、养殖生物活动、太阳光照降解和微生物降解等多种因素作用下DOM的动态变化过程亟待研究。本文主要结合不同季节的现场观测、围隔实验和实验室培养,分析敖江河口近海养殖区溶解有机物的动态变化及控制因素,主要研究结果如下:(1)在空间分布上,有色溶解有机物(CDOM)的含量和相对分子量表现为河口区大于养殖区和近海区,且河口区的类腐殖质组分(C1、C2)和类色氨酸组分(C3)含量也较高。在季节变化上,2019年夏季CDOM呈现最高的含量和最大的相对分子量,且类腐殖质组分(C1、C2)和类酪氨酸组分(C4)的含量显著高于其它季节。盐度与CDOM、类腐殖质组分(C1、C2)、类色氨酸组分(C3)以及溶解有机碳(DOC)浓度呈负相关性,与自生源指数(BIX)呈正相关性,主要受敖江河流向海洋运输过程的混合稀释作用影响。(2)贝类围隔实验前后CDOM的含量和相对分子质量变化不大,可能是由于DOM的产生(排泄和扰动作用)与消耗(摄食)大致相等,处于动态平衡。但类蛋白质组分(C3、C4)降低12.0%~26.0%,可能受到贝类摄食影响。此外,定点站观测发现,2019年夏季养殖区和近海区站点的CDOM含量与相对分子质量、荧光组分的含量(C1~C4)以及光谱参数(腐殖化指数HIX和自生源指数BIX)没有显著差异,反映出两个区域DOM密切的交换作用。但2019年秋季养殖区站点的CDOM和C1~C3组分含量更高,受陆源有机物的输入影响显著。(3)光降解实验发现,夏季和冬季的DOC和CDOM降解没有显著差异,表明两个季节含有的可光降解有机物的比例大致相等。在夏季,养殖区Y2站和近海W2站的CDOM和类腐殖质组分(C1、C2)的降解以及光谱斜率(S275-295)的变化均显著高于河口区HD0站,可能是因为河口站点DOM在从流域向海洋的长途运输过程中已经历夏季较强的光降解。在冬季,HD0和Y2站点DOC和CDOM的降解显著高于W2站点,且HD0的类腐殖质组分(C1、C2)降解最强,受控于冬季来自陆地输入大量的易被光降解的有机物。(4)微生物降解实验发现,养殖区含有较高浓度的易被微生物降解的DOC,其DOC降解率显著高于河口区和近海区。三个区域CDOM降解率和相对分子量变化没有显著差异,说明各区域CDOM具有相近比例的微生物活性组分。河口区类酪氨酸组分(C4)降解率显著高于近海区和养殖区,可能与其较高的初始含量有关。此外,类蛋白质组分降解至较低含量后,类腐殖质组分也发生降解。
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