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长期以来,全球气候变化引起各方面的广泛关注。在高纬度地区升温更剧烈的背景下,极地冰川正在快速消融和退缩,入海物质通量增强对近海系统的影响加剧。有机质作为生态系统中物质和能量的基石,既是生态系统的重要基础,同时也对气候变化具有重要的影响和反馈。作为碳、氮双元素的重要载体,氨基酸(Amino Acids,AA)是得以在分子层面实现鉴定和识别的重要化合物,也是揭示不同生境下有机质早期成岩阶段信息的生物标志物。基于高效液相色谱法开展D型和L型氨基酸手性分子的定性和定量分析,本论文从氨基酸视角探究了北极斯瓦尔巴德群岛和南极菲尔德斯半岛的冰川融水河流及毗邻峡湾海水中的有机质成分特征,并据此解析其来源及降解特征差异;在结合冰川消融通量(或流量)数据的基础上,还初步对冰川融水向海输运的物质通量及效率进行了评估。对北极斯瓦尔巴德群岛的两处样品(新奥尔松、巴伦支堡地区),分别于2017年8-9月和2018年7-8月在现场采集。分析结果显示,斯瓦尔巴德群岛冰川融水在有机质含量和成分上具有明显的空间异质性,并且存在季节性变化。新奥尔松地区海湾河的溶解态有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)浓度为52±33μM,而巴伦支堡地区绿河的DOC浓度仅为17±7μM。在颗粒态有机质(Particulate Organic Matter,POM)方面,总悬浮颗粒物(Total Suspended Matter,TSM)、颗粒态有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)浓度均在冰川消融鼎盛期和末期(8-10月)较高,在消融初期(6月)较低。从氨基酸视角进一步解析冰川融水及毗邻峡湾海水中的有机质成分特征,我们发现新奥尔松地区和巴伦支堡地区呈现出类似的有机质成分空间分布。对于溶解态有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)而言,新奥尔松地区和巴伦支堡地区的DOM均表现为冰川融水较峡湾海水更为新鲜,与文献中发现的冻土本身浸出有机质降解程度低的特征相吻合。对峡湾海水而言,其DOM降解程度大、较陈旧的特点,体现了相对更强的微生物改造和修饰信号,和开阔海洋的DOM在氨基酸性质上类似。对于POM,新奥尔松和巴伦支堡地区均表现出冰川融水河流中POM的降解程度高于峡湾海水,暗示流域盆地和河床的土壤沉积物对冰川融水河流POM的重要贡献;在峡湾海水中现场生产对POM的贡献增强。在北极现场还开展了特定的DOM现场培养实验。其中,土壤浸出液开展的有机质降解性实验结果显示,新奥尔松地区土壤浸出液的DOC浓度高达550μM,巴伦支堡地区土壤浸出液的DOC浓度则低至49μM;光照培养10天后新奥尔松地区土壤浸出液的DOC浓度下降至485μM,而巴伦支堡地区土壤浸出液的DOC浓度未有明显变化。除此之外,本研究还在新奥尔松进一步开展了冰川融水DOM的培养实验。结果表明,该地区冰川融水在4天的尺度下呈现了非常高的光降解比例(78%);但10天内的生物降解性几乎观测不到。作为对比,本研究还开展了2017年1-2月菲尔德斯半岛样品的分析。研究结果显示,该区域冰川融水河流的DOC浓度整体上高于新奥尔松和巴伦支堡地区冰川融水河流,并且在DOM的成分上表现出了和北极海湾河、绿河类似的结果:冰川融水的DOM较峡湾海水降解程度更低。但是对于POM来说,THPAA的指征参数在冰川融水和海湾中得到了非常接近的结果,暗示POM的降解程度在陆海之间的差异并不明显。在POM降解程度的空间差异这一点上,南极和北极存在显著不同。结合挪威水资源与能源署提供的海湾河逐日自动监测数据资料,本研究计算了新奥尔松地区海湾河2017年的径流量为33×106 m3,输沙量为9677 t。使用本研究获得的颗粒有机碳(POC实测值)结果来对挪威方自动逐日监测结果POC监测值进行校正,计算出海湾河单条冰川融水河流在2017年的POC通量为33 t。同时计算了新奥尔松地区和巴伦支堡地区共计16条冰川融水河流的DOC、总溶解态氮(Total Dissolved Nitrogen,TDN)以及溶解态有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)的平均浓度,并进一步结合文献通量数据,对北极斯瓦尔巴德群岛整个冰川融水输送的DOC、TDN以及DON通量进行了评估。结果表明斯瓦尔巴德群岛冰川消融驱动的DOC、TDN以及DON年输出通量分别为7271 t、3627 t和1697 t。更进一步,基于我们自己在南极菲尔德斯半岛的化学调查结果,并结合文献冰川融水通量值,本研究估算了南极乔治王岛冰帽年输出DOC、TDN和DON的通量分别为734 t、100 t和4.9 t。与其它泛极地冰川融水和河流体系(例如西伯利亚、阿拉斯加和格陵兰冰盖)相比,斯瓦尔巴德群岛和乔治王岛冰帽具有较高(甚至最高)的DOC、TDN输送效率(即通量除以冰川面积的加权值)。进一步对比南极和北极该两处区域,我们发现虽然斯瓦尔巴德群岛冰川和乔治王岛冰帽输送TDN的效率相近,但其中DON的组成比例却截然不同:斯瓦尔巴德群岛冰川融水输送的TDN中DON约占50%,而乔治王岛冰帽中这一比例仅为5%。