中国边缘海及邻近西太平洋溶解有机质的光谱特性和调控机制

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:why_2213
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
红树林生境的主要特征是高盐、水淹和低氧等。为了在这样的海岸潮间带生境下生存,红树植物需要进化出各种耐受机制以适应高盐、水淹生境的危害,成功定植并占据相应的潮间带生境。本研究针对以上科学问题,以红树植物秋茄(Kandelia obovata)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)和其陆生近缘种虾膜花(Acanthus mollis)为实验材料,运用多组学的技术和方法,从生理学、生物化学
党的十九届五中全会明确提出“优先发展农业农村,全面推进乡村振兴”。推进农村电商高质量发展,是农村所需,更是时代所需。近年来,随着数字技术与农业农村加速融合,农村电子商务得到迅速发展。将农业与电商有机结合,能够对农村产业融合进程产生叠加效应,实现农业发展方式转变。文章基于乡村全面振兴视角,通过对徐州农村电商发展的现状与问题分析,提出农村电商高质量发展要完善农产品标准化与品牌建设机制、优化农村电商人才
截至2020年末,我国商业银行总资产规模达到2,657,920亿元,同比增长11.0%,负债总规模2,445,413亿元,同比增长11.1%。商业银行正经历着资产负债规模的加速扩张,经营范围的全面扩大。但与此同时银行业也面临着一系列问题,比如宏观经济压力、利差缩窄、同业竞争加剧等,这些因素使得部分商业银行的盈利水平不断走低。从商业银行收入结构分析可知,其利润高低很大程度上受制于银行的净利息收入、净
石墨烯是由sp2杂化的碳原子相互键合形成的蜂窝状的单原子层厚度的二维材料,表现出优异的物理和化学性质。现实中的石墨烯总会存在各种各样的缺陷,如Stone-Wales缺陷、边缘缺陷、线缺陷、空位缺陷和非六元环的缺陷等。这些缺陷在调控石墨烯的性质方面起着关键性的作用。但是石墨烯中具有的缺陷通常是多种多样的,难以实现结构精确控制。纳米石墨烯作为石墨烯的分子片段,是研究石墨烯结构与性质的分子模型。可以通过
文章分析了新冠肺炎疫情封校期间大学生心理健康常见的问题,根据内蒙古农业大学职业技术学院疫情封校期间大学生心理健康调查问卷结果分析,结合学校实际情况提出了加强宣传教育工作、加强组织开展文体活动、建立多级联动反馈机制、准判疫情及时解除封校、加强入学心理健康筛查反馈跟踪、开展多种形式心理健康疏导等疫情封校期间大学生心理健康疏导机制。
包括谐振腔发光二极管(RCLED)与垂直腔面发射激光器(VCSEL)在内的GaN基谐振腔发光器件其波长可覆盖从深紫外至近红外波段,且与传统的LED相比具有高调制速率、良好方向性、高发光效率、高光提取效率、光谱纯净等优点,在半导体照明、光存储、可见光通信、生物医疗、以及高分辨率激光显示等领域有极好的应用前景。GaN基半导体中的激子束缚能和振子强度大,因此GaN基谐振腔发光器件也是一个研究谐振腔量子电
碳元素在地球上无处不在,人类就是碳基生命体。自从2004年石墨烯的问世掀起了二维纳米材料研究的热潮,层状二硫化钼和二硫化钼/石墨烯异质结的生长制备和物理化学特性备受关注。在大尺寸可控生长制备二硫化钼晶体和二硫化钼/石墨烯异质结方面,目前还存在很多待解决问题。比如:大规模批量生长制备,二硫化钼/石墨烯面内或者垂直异质结的可控生长制备,以及其物理化学性质的调控。本论文围绕二硫化钼晶体的可控生长制备,结
新形势下,思政教育的有力有序推进对于培养自尊自信自立自强的优秀医药人才意义重大。立足临床药学学科特点,以抗生素的临床合理用药内容为例,发掘和利用思政元素,构建思政教学目标。综合运用多种教学手段开展课堂教学,将思政教育与抗生素临床合理用药知识有机融合。课堂教学评价结果显示,本案例教学效果明显,较好地实现了预期的教学目标。因此,办好并逐步提升思政教育对提高药学学生综合素质,促进学生的全面发展、增强学生
癌症是目前危害人类健康的主要疾病之一。核受体RXRα是抗肿瘤药物研究的一个理想的分子靶点。前期从金丝桃属(Hypericum Linn.)植物元宝草(Hypericum sampsonii Hance)中研究发现了部分具有RXRα转录抑制活性及肿瘤细胞毒活性的新颖结构多环聚异戊烯基酰基间苯三酚类(PPAPs)化学成分,提示在金丝桃属植物中可能存在通过RXRα通路诱导肿瘤细胞凋亡的PPAPs化学成分
一、柳宗元文化开发与研究的背景分析柳宗元文化是中国传统文化中的一个重要组成部分。柳宗元是我国古代著名的思想家,文学家和政治改革家,他晚年对柳州文化产生重大影响,被历史学家称为广西文化启蒙者之一,为中国历史学、文学史和古代政治革新做出了杰出的贡献,为后人留下了宝贵的民族精神财富。他在柳州任刺史4年多,病逝于柳。柳州人立祠纪念他,一千多年来,一直受到柳
会议