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边缘海作为陆地和开阔大洋的连接带,是地球上生态系统和生物地球化学最活跃的区域之一。边缘海溶解有机质(DOM)循环过程明显受到陆源输入、现场生物活动和邻近开阔大洋的影响,在气候变化和人类活动的影响下,在CO2减排增汇的战略共识主导下,边缘海DOM的来源、归宿和动力学过程越来越受到人们的广泛关注。本论文以中国东部陆架边缘海-南海海盆-邻近热带西太平洋这一大空间尺度区域作为研究对象,通过溶解有机碳(DOC)的测定以及有色(CDOM)和荧光溶解有机质(FDOM)的光谱分析,探讨了春季中国陆架边缘海DOM纬向分布差异的驱动因子,梳理了大、中尺度环流对太平洋西边界流交汇区DOM性质及水平传输的调控机制,并以耗氧过程为参照,厘清了南海海盆内部CDOM和FDOM的收支状态(储量、通量、产量和周转时间)。在此基础上,初步评估了中国陆架边缘海、热带西太平洋边界流区和南海海盆内部DOM在全球海洋碳循环中扮演的角色。主要研究结果如下:1.基于一套完整的春季调查数据,发现从渤海到南海北部陆架区,DOC浓度、CDOM和FDOM含量、比吸收系数(SUVA254和SUVA325)和不同波段CDOM吸收系数比值(aCDOM(325)/aCDOM(254))在该季节总体上表现出随纬度降低及随离岸距离增加而降低的分布趋势,与陆源有机质输送(河流径流等)的贡献持续降低、而海源有机质(现场生物活动和外海水入侵)的贡献逐渐增加密切相关。通过河口区历史数据的收集和对比分析,发现春季中国东部主要河流输送的陆源DOM的含量和性质也有明显区别,受到流域背景、人类活动等多重因素的影响。闽江DOC浓度最低而SUVA325、aCDOM(325)/aCDOM(254)值最高,表现出受陆源土壤有机质贡献所主导的端元特征;长江DOC浓度较高而CDOM丰度、比吸收系数最低,反映出低降解程度陆源DOM的端元特征;而黄浦江则具有人类活动端元DOM的特征(极高DOC、CDOM含量、极低aCDOM(325)/acDOM(254)比值)。因此,DOC与aCDOM(325)/aCDOM(254)的关系图可以很好地识别不同边缘海和河流端元DOM的组成、性质差异,并分辨出驱动这些变化的影响因子。与全球其他陆架边缘海相比,中国陆架边缘海和河流端元DOM芳香度明显偏低,且未表现出世界其他边缘海区具有的亚热带DOM芳香度低、热带和温带DOM芳香度高的纬度分布特征。中国河口近海DOM组成的这种特殊性可能与中国流域和近海湿地破坏、大坝建设、人类活动排放等因素相关。2.基于高空间分辨率的观测结果,发现在大、中尺度环流调控下,热带太平洋西边界流区不同流系DOM具有明显的丰度和生地化活性差异。水平上,源自北太平洋亚热带涡流区的北赤道流DOM具有高度光降解的特征,DOC浓度最高,CDOM和FDOM丰度最低;而源自南太平洋的新几内亚沿岸(潜)流DOM包含大量来自深层或陆源的、微生物降解过的分子,具有低DOC浓度和高CDOM和FDOM丰度的特点。垂向上,DOM不同组分均观测到次表层极大值层,但呈现出3种不同的模式,反映出物理混合(DOC)、初级生产(UVC波段CDOM和类蛋白质FDOM)和光化学-微生物代谢(UVA波段CDOM和类腐殖质FDOM)对上层海洋DOM的复杂调控过程。此外,中尺度涡引发的垂向水团运动会显著改变原有的分布格局,准稳态的棉兰老冷涡会持续地将深层微生物降解过的、光活泼的UVA波段CDOM和类腐殖质FDOM输入至真光层,增强上层海洋有机质的光化学矿化过程,可能是深海高腐殖化DOM的一个汇;相反,哈马黑拉暖涡则会增加真光层内DOM的停留时间,从而得到更加充足的光化学反应,并会将这部分光降解过的、生物活泼的DOM不断输送至无光层海洋参与微生物碳泵过程。尽管没有对印尼贯穿流进行直接观测,但基于质量平衡模型,仍可以估算出印尼贯穿流向印度洋的DOC输送通量高达220 Tg C yr-1,进一步证明了横向DOM输送对区域乃至全球海洋碳循环过程的重要影响。3.尽管南海中、深层(>200 m)水团主要来自邻近的西太平洋,但仍表现出更高的CDOM和FDOM丰度。利用三端元混合模型扣除水团保守混合信号后发现,南海海盆内部有明显的耗氧过程,中层(200~1000 m)和深层(>1000 m)氧消耗速率分别为0.91 μmol kg-1 yr-1和0.58 μmol kg-1 yr-1,显著高于全球大洋内部(>200 m)的平均水平(~0.4 μmol kg-1 yr-1)。伴随着氧气的消耗,类腐殖质FDOM(Ac峰、C峰、M峰)和UVA波段CDOM(aCDOM(325))有明显的添加过程,添加速率高出全球大洋平均水平18~94%,反映出在相对于开阔大洋更高的输出生产力背景下,南海海盆内部具有更快的微生物参与的有机质矿化过程。基于氧消耗速率和水团年龄估算出这部分惰性碳在南海内部的停留时间约为350~470年,低于全球大洋内部的435~634年。在深层环流驱动下,这些新生成的惰性碳会通过南海中层水经吕宋海峡源源不断地输出到西太平洋,进而在更长时间尺度上保存在海洋内部,因而南海海盆可被认为是开阔大洋内部惰性碳储存的“加速反应器”。4.基于文献资料的对比分析,发现南海海盆与地处更高纬度的地中海、日本海等海盆内部,惰性碳的产生与储存过程及其对全球大洋的影响有明显不同。日本海初级生产力和输出生产力最高,惰性碳的产生速率最高,但由于其几乎全封闭的地形和强烈的通风过程,这些惰性碳会不断在日本海内部累积、循环,因而对开阔大洋的贡献很小。地中海尽管与大西洋具有较强的水交换过程,但极低的初级生产力和输出生产力,导致其内部惰性碳的产生过程受限,对全球大洋储碳的贡献也远低于南海。这些差异表明,在全球尺度上,由于地形地貌、水动力过程、生产力和生物泵效率的差异,边缘海盆内部的储碳过程各具特色,并不存在统一的模式。