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《中国海洋大学》 2013年
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基于吸收和荧光性质对中国黄渤海海域有色溶解有机物(CDOM)的分布特征研究

赵军杰  
【摘要】:本文对黄渤海春秋季采集的水样进行现场调查和有色溶解有机物(CDOM)的实验室分析,利用吸收和荧光性质对黄渤海CDOM的分布、季节变化、来源、迁移转化和分子量大小等进行了分析,从定性和定量两个角度研究CDOM的光学性质,探讨影响CDOM时空分布变化和趋势的环境因素,主要讨论结果如下: 1.通过对吸收系数a_(355),光谱斜率S275-295、S350-400及光谱斜率比SR的研究,了解黄渤海CDOM紫外吸收的季节变化。吸收系数a_(355)春秋平均值分别为0.40m~(-1),0.73m~(-1),总体呈现从近岸向远岸降低的特征。光谱斜率S275-295和S350-400平均值季节变化较小,S275-295春季高值区主要集中在近岸海域,秋季分布特征恰恰相反,S350-400分布季节规律不明显,这可能是春秋季对CDOM影响因素不同造成吸收衰减差异。光谱斜率比SR平均值秋季高于春季,表明秋季CDOM相对分子量高于春季,这可能是由于春季水华浮游植物产生大量小分子有机质。通过对a_(355)与盐度、Chl-a和细菌丰度相关性分析,秋季黄海海域CDOM海水、淡水呈保守性混合,与盐度呈明显线性关系,其他情况均不存在显著相关,这可能是由于黄渤海CDOM含量影响因素较多,来源复杂,除了与水团混合,浮游植物生产、微生物分解、光化学降解、沉积物再悬浮等生物地球化学过程密切相关,人类活动的影响作用不能忽略。 2.通过对成山角-东港和35°N断面a_(355)和SR垂直分布研究分析发现,春季成山角-东港断面近岸CDOM主要来自陆地径流有机物的输入,离岸海域CDOM吸收较低,为春季水华后剩余的溶解有机物的贡献,底层细菌作用和沉积物再悬浮对CDOM影响较大;秋季该断面远岸水域分布特征与Chl-a相似,现场生产在深层水体贡献明显,东侧近岸主要受陆源影响。35°N断面近岸春季潮流影响明显,沉积物再悬浮使得底层a_(355)较表层的高,秋季a_(355)在黄海槽分布与冷水团消退路径一致,可以用来示踪冷水团运动。SR在两个断面的分布均表明了水团混合行为对CDOM化学组成及分子量大小的显著影响。 3.对黄渤海春秋季a_(355)、SR微表层富集调查显示,a_(355)在微表层分布与次表层相似,出现明显富集;但是光谱斜率(比)富集情况比较复杂,SR在微(次)表层分布具有明显差异,这主要是由微表层特殊的海洋物理环境造成,溶解有机物在微表层富集同时,组分和比例发生了改变。特别是春季,275-295nm波段吸收斜率在微表层出现亏损现象,说明CDOM在微表层富集时,短波段的组分发生光降解,或小分子物质凝聚成大分子化合物,而使吸收发生红移。 4.本文应用EEMs-PARAFAC技术对黄渤海春秋季CDOM荧光进行组分鉴别分析,共产生4类荧光组分模型。其中C1组分包含了大量的残差干扰,因此忽略对C1组分的讨论;C2组分主要是类腐殖荧光团,C3组分为类蛋白荧光团,C4组分较为复杂,季节不同,成分不同。从3种荧光组分水平分布特征来看,C2和C3分布特征与a_(355)较为相似,呈现近岸高值,远岸低值的现象,说明两者在分布上具有共变性;C4的分布变化情况不同,表明C4成分的形成和迁移转化过程与C2和C3不同。此外,我们还对成山角-东港断面和35°N断面3种组分进行垂直分布的研究。通过荧光组分与a_(355)相关性研究发现,影响CDOM荧光成分的环境因素较为复杂,特别是秋季荧光组分与a_(355)及环境因子均没有明显的相关性。结果表明黄渤海水域CDOM荧光组分在春秋季节的来源和去除过程受多种因素影响,生产与损失速率影响荧光物质各组分的比例。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P734

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