长江口溶解有机物的分布、组成转化及其多过程耦合机制OA

为厘清多因素作用下河口溶解有机物(Dissolved organic matter, DOM)的迁移转化机制,本文于2021年夏季对长江口及邻近海域开展综合调查,通过整合有色溶解有机物(Colored dissolved organic matter, CDOM)吸收与三维荧光光谱、溶解有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)浓度、总水解氨基酸(Total hydrolyzed amino acids, THAA)组成及其立体异构体比值等多参数,系统解析了DOM的分布特征、来源转化及关键控制过程。结果表明,DOC浓度(1.21~2.11 mg/L)与CDOM吸收系数a(355)(0.48~2.14 m^(-1))均呈现显著的陆海递减梯度,且与盐度显著负相关(r=-0.89,p<0.01),表明物理混合是控制DOM分布的主要因素。平行因子分析识别出两类类腐殖质组分和两类类蛋白质组分,其相对组成由近岸以陆源类腐殖质为主(占比65%~75%)向外海逐渐转为海源类蛋白质为主(占比45%~60%)。光谱斜率比与盐度正相关(r=0.83,p<0.01),指示DOM在向海输送过程中分子量与芳香性因光化学降解而降低。氨基酸分子信息进一步揭示了DOM来源与降解状态的空间差异:THAA对DOC的贡献率(THAA-C%)由近岸区域的2.71%升高至外海区域的5.09%,近岸区域受长江输入影响,主要以陆源、降解程度高的DOM为主,THAA-C%数值较小且降解因子(Degradation index, DI)多为负值;外海区浮游植物生产增强、新鲜的DOM比例升高,THAA-C%数值增大,DI多转为正值;底层水体中氨基酸D/L比值的升高,证明了微生物降解的持续进行。冗余分析进一步揭示,DOM的组成与转化受物理混合、光降解及微生物活动三者的协同调控,同时光降解与微生物降解之间存在显著的耦合效应。本研究结果从多过程耦合视角深化了对河口区DOM生物地球化学机制的理解,为量化陆源碳在近海生态系统中的归宿提供了新的依据。