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自然水体中的溶解有机物(DOM)在水域生态系统中的生物地球化学循环以及全球碳循环中都发挥着重要的作用。众多证据表明,绝大多数的陆源溶解有机物在由河流向海洋输送的过程中含量和性质都发生了显著的变化。生物地球化学过程极为复杂和活跃的河口及其邻近海海域很可能是溶解有机物发生变化的热点地区。这一区域中溶解有机物的源、汇研究成为当前的研究热点和难点。在前人研究的基础上,本论文选取长江口和邻近东海海域以及南大西洋湾中部三个河口和邻近水域为研究区域,以溶解有机物中的几种重要组分,如溶解有机碳(DOC),有色溶解有机物(CDOM),荧光溶解有机物(FDOM)和溶解黑碳(DBC)为研究对象,在区域尺度上对溶解有机物在河口及近海水域源、汇研究相关的问题做了探讨,以期增加我们对这一重要科学问题的认识。具体地,本文依次探讨了溶解有机物,在长江口和邻近东海海域和南大西洋湾河口和近海的时空分布差异以及不保守行为;絮凝和光化学降解对于溶解有机物含量和性质的影响;最后通过针对性的实验设计首次测量获得了自然水体中溶解黑碳的表观量子产率。基于以上研究,本论文主要得到了如下结论:(1)溶解有机物的几种组分在长江口及其邻近东海海域存在显著的空间和季节差异,口内含量高于口外,夏季高于冬季,并且口内和夏季溶解有机物的芳香化程度更高。相对而言,在溶解有机物输运过程中,冬季比夏季保守,中底层比表层更加保守。三种蛋白类荧光物质,特别是C3和C5组分在输运过程中表现得最不保守,在舟山群岛及南部近岸海域均存在高值区,这些区域也在主成分分析中被清晰分离开,很可能代表人类活动的影响。最后,报道了溶解黑碳在长江口及其邻近海域的空间分布,长江口溶解黑碳与CDOM的分布有较好的耦合关系,没有观察到较为显著的不保守过程。(2)虽然地理位置上在相近的纬度,南大西洋湾三个河口水体中溶解有机物含量显著高于长江口,Ogeechee河口的含量甚至比长江口高接近一个数量级,这一差异可能主要是由于不同河流流域植被覆盖率、水体滞留时间以及人类活动干扰等因素引起。这三个地理位置上非常接近的河口的溶解有机物的含量和性质也存在较大的差异。除了空间上的差异外,通过在Ogeechee河口多月份采样发现,Ogeechee河口溶解有机物在不同月份间差异较大,但与季节关联性不大。保守性分析发现,在各个月份中,盐度为1之前该河口中溶解有机物均有显著的增加过程,使用高频率的野外传感器可以有效地将这一增加的地理区域展示出来。溶解黑碳与CDOM有很强的相关关系,这一相关关系即使扩展到包括长江口和北极地区数据时依然具有适用性。这种相关性说明水体中CDOM在不同河口地域中可以作为指示溶解黑碳的参数,从而可以利用传感器、卫星反演等手段获取表层水体中高分辨率的溶解黑碳数据。(3)通过实验室混合实验和野外采样结果分析发现,絮凝对于长江口溶解有机物含量和性质改变程度不大,其引起的变化并不足以解释在野外样品中溶解有机物浓度和性质在输运过程中发生的不保守行为。此外,PARAFAC模型虽然准确提取了理论混合三维荧光光谱的数据,但是对于受到拉曼峰和瑞利峰影响区域的荧光峰却并没有被准确反馈。进一步分析多种基于CDOM和FDOM数据表征溶解有机物性质的参数发现,芳香化指数SUVA254值最为稳定和可靠。(4)三种不同水样的光降解实验表明,长时间光照可以显著移除自然水体中大多数溶解有机物组分含量并降低溶解有机物的芳香化程度,但在Ogeechee河口水样中我们观察到光照显著增加了水体中蛋白类组分。当90%左右的CDOM被移除时,Ogeechee河口,长江口和南大西洋湾三种水体中溶解黑碳的移除比例分别为72.6%,88.3%和46.8%,呈现较大的差异。两个河口水样中溶解黑碳的降解比例显著高于南大西洋近海水样,说明溶解黑碳对于光照的响应也受到溶解黑碳结构或者组成的影响。通过对溶解有机物性质的表征参数的对比发现,芳香化指数SUVA254指示溶解有机物性质受光照影响的最佳参数。在光降解过程中,溶解黑碳占溶解有机碳的比例以及溶解黑碳两种单体苯六多酸(B6CA)和苯五多酸(B5CA)的比例(B6CA/B5CA)也随着光照时间的增加呈现规律性的指数减少。芳香性参数SUVA254与B6CA/B5CA的强相关性也说明芳香性参数SUVA254可以用于指示溶解有机物和溶解黑碳的芳香化程度。(5)光降解会选择性降解溶解有机物中芳香化程度更高的组分,这种选择性会使得固相萃取后的溶解有机碳(SPE-DOC)碳稳定同位素(δ13C)随着光照而增加。溶解黑碳的两种单体B5CA和B6CA碳稳定同位素(δ13C)并没有随着光照发生显著的规律性变化。最新的研究发现,全球河流与海洋水体中溶解黑碳的δ13C稳定同位素存在-6‰左右的差异。依据本研究的结果,这一显著差别无法通过光降解过程解释。(6)表观量子产率(AQY)是表征自然水体中物质在光化学过程中发生变化(产生或者降解)最重要的参数。本论文使用Ogeechee河水和南大西洋湾近岸海水测量了水体中溶解黑碳光降解的表观量子产率。结果表明,两种水样所得的溶解黑碳的表观量子产率没有明显的差异,并随着光谱的增加呈指数下降,这为后续准确估算自然界中光降解过程对于溶解黑碳的降解量提供了数据支撑。