本课题围绕长江、长江口、东海溶解有机质的迁移和转化进行研究,以有机质生物可利用性为线索,将三维荧光光谱-平行因子分析法和紫外可见吸收光谱结合基本参数对溶解有机质的生物地球化学循环进行了研究。现场观测数据和室内培养实验模拟过程的有效结合,为研究溶解有机碳从河流向海输送过程中的复杂迁移、降解转化提供不同空间和时间尺度上的数据,探究在不同来源、季节、水动力条件下DOM向海输送过程中生物可利用性的变化及其对DOM迁移转化过程的影响,从而加深对从河流到海洋这一连续区域的溶解有机碳循环的受控因素和具体过程的认识。人文活动对这一过程的影响不言而喻,例如人工设施对水动力的影响、污染源的输入、营养条件的改变、生物类型和密度的干预,因此,需要对碳循环过程中不同来源的贡献进行区分,对人文活动的影响进行评估,本文选择了水体连续迁移区域(长江、长江口、东海)以及人文活动干预区域(桑沟湾养殖区)DOM迁移转化进行探讨。研究发现不同水体DOM的生物可利用性不同,物质来源影响了分布趋势,而长时间迁移过程中经历的降解转化作用将选择性地改变原有信号,基于DOM对碳循环和生态系统的重要性,有必要对不同水体的有机质来源和输送过程进行研究。本文的研究结果包括以下4方面：(1)通过对中国第一大河长江的溶解有机碳迁移转化过程的研究,探讨了长江水体溶解有机质的组成、来源、生物地球化学过程以及人文活动的影响。库区水体DOC与荧光信号开始明显增加并高于三峡库区前的水体,下游信号较稳定。ΣFluo与DOC的良好相关性说明三维荧光能有效预测、表征DOC,并可灵敏示踪反演DOM来源和转化过程。长江DOM荧光组分以腐殖质为主,陆源特征明显,现场生产和人为污染源信号不明显,荧光及光谱斜率S信号指示水体溶解质受到选择性光降解,其组成偏向降解程度较大的有机质。(2)探讨了长江口地区水体溶解有机质的组成、来源以及人文活动污染的影响,发现在盐度梯度区各荧光组分受到不同过程的控制且保守性不同,不同来源的有机碳其性质各异,存在季节变化。春夏两季水体类蛋白质峰受非长江源信号影响较大,呈非保守性混合,而类腐殖质峰的保守性行为主要由河海水团混合主导。一方面,在低盐度区,长江河口地区水质受人类活动、近岸排放影响,模糊甚至改变了河流有机碳通量所携带的河流中下游水体的陆源有机质信号；另一方面,除淡水端元,河口的复杂性还受海源影响,春季的高盐度和夏季的中高盐度区,水体现场生产是河口有机质的重要来源；最大浑浊带未出现荧光组分的峰值或低值,没有体现对组成明显改造。(3)东海作为陆架海,也是太平洋的一部分,长江等不同水团或洋流在此交汇,通过两周的自然海水结合条件受控实验以及剖面分布探究了不同水团溶解有机碳的性质和迁移过程。不同水团的BDOC含量不同,与其组分生物可利用性有关,类蛋白质峰P可被微生物利用和消耗,类腐殖质峰H可被消耗或生产,在海洋水柱中的垂直分布也体现了DOM迁移过程中组分P向H的转化。通过三维荧光光谱观察DOM迁移过程中微生物对水体溶解有机碳的降解能力和产物(RDOC),说明了微生物降解对区域碳循环的作用——无机碳输出和RDOC的“固定”。(4)最后对于人文活动如养殖体系中的有机碳循环过程对于我们理解在较高生物密度和人文干扰下的物质输送和环境压力具有一定意义,本文对桑沟湾溶解有机质的分布、来源、迁移转化过程进行了研究。DOC和荧光组分的分布梯度与养殖区养殖密度的梯度符合。结合培养实验1探究了养殖体系异养细菌对水体溶解有机质的降解作用,发现养殖体系中DOM的循环过程具有特殊性,微生物食物环是养殖区水体碳迁移过程的重要环节,光和微生物可能同时作用于溶解有机质的降解和转化,微生物过程在近年来越来越受关注的是RDOC的生成,这可能对“固碳”有重要作用,而光将通过改变有机质的分子结构和生物可利用性从而与微生物降解活动耦合。培养实验2十组围隔对照组发现不同养殖活动对溶解有机质含量和组成的贡献不同,有效的有机质利用和能量流动对于水体环境、合理养殖配比是重要的理论依据。