【摘 要】
:
溶解有机物(Dissolve Organic Matter;DOM)是指可通过0.45μm或0.7μm滤膜的有机物,它广泛分布于各种环境中,在全球碳循环及生物地球化学过程扮演着非常重要的角色。近海是陆地与大洋的过渡地带,虽然河口和陆架海的面积不到全球海洋总面积的十分之一,但由于受到强烈的人类活动影响以及大量陆地来源营养盐和有机物的输入,边缘海具有明显高于大洋的初级生产力和活跃的生物地球化学过程,其
论文部分内容阅读
溶解有机物(Dissolve Organic Matter;DOM)是指可通过0.45μm或0.7μm滤膜的有机物,它广泛分布于各种环境中,在全球碳循环及生物地球化学过程扮演着非常重要的角色。近海是陆地与大洋的过渡地带,虽然河口和陆架海的面积不到全球海洋总面积的十分之一,但由于受到强烈的人类活动影响以及大量陆地来源营养盐和有机物的输入,边缘海具有明显高于大洋的初级生产力和活跃的生物地球化学过程,其水体DOM不仅浓度高,而且来源复杂。东海是我国重要的边缘海,总面积达75万平方千米,长江和钱塘江等河流输入是东海物质的重要来源,其中长江的径流量最大,占该海区的70~90%。长江口地区是中国最典型的边缘陆架河口海,北与黄海相连,南与东海接壤,大量的陆源有机物通过河口进入东海,造成了区域内复杂的生态环境。本论文研究的样品来自2019年3月和7月国家自然基金委长江口—东海共享航次,包括长江下游—河口—东海断面12个站位的表层沉积物,以及56个站位的表层和底层水样。完成的主要分析内容包括:(1)沉积物的粒度,有机碳含量,稳定碳、氮同位素;(2)沉积物的水可提取有机物(Water-ExtractableOrganic Matter,WEOM)和碱可提取有机质(Base-Extractable Organic Matter,BEOM)的含量、紫外和荧光光谱特征。本论文还计算得到一系列光谱参数,如a350、SUVA254、SR、HIX、BIX、FI和平行因子方法(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)切分出的荧光溶解有机质(Fluorescent-Dissolved Organic Matter,FDOM)的不同荧光组分。基于这些结果,本论文得到如下结果:(1)在长江冲淡水和黑潮入侵水两个水团的融合和排斥中,能看到清晰的水团界限。长江冲淡水低盐高有机质,黑潮入侵水高盐低有机质。长江冲淡水中的有机质富含大分子高芳香性化合物,而黑潮入侵水中含有更多的小分子量低芳香性化合物,因此DOM的光学特性也可用于指示不同的水团。富含腐殖质的长江DOM,进入东海后逐渐被稀释,同时遭受明显的微生物改造。(2)沿着长江下游-河口-东海断面,有机碳含量在WEOM、BEOM和沉积物中具有一致的分布特征,即河口最高,近海居中,河流最低,三者均以沉积物粒度呈强相关性。然而,WEOM和BEOM的有机碳组成分布存在明显差异,WEOM更多的受到原位生产的影响,而BEOM包含有更多的异地输入信号,BIX、FI、SUVA254、C1%和C3%在WEOM和BEOM中分别与水体盐度和沉积物粒度相关。(3)水体从表层到底层的过程中,DOM分子量变小,芳香性物质减少,在下游运输过程中性质逐渐趋近于稳定均匀。陆源腐殖质类物质在长江下游水体的WEOM组分中更加丰富,但相对于东海BEOM逐渐枯竭。与东海BEOM和WEOM相比,长江下游BEOM中富集了更多的微生物有机质,这主要是由于藻类/细菌原位生产的有机碳被矿物颗粒吸附所致。这些结果表明有机质与颗粒物的结合强度是影响其在河流入海输送过程中生物地球化学行为的重要因素。(4)无论是从水体还是WEOM和BEOM中,都提取出了UVA类类腐殖质、UVC类类腐殖质和类色氨酸,同时水体含有特征的类蛋白和类络氨酸组分。其中BEOM组分中,类色氨酸含量极低,其荧光强度不到腐殖酸类的10%。在颗粒物的沉降过程中,腐殖质类物质由于与颗粒物的吸附作用而快速沉降,进而从水体中去除;而水体中的蛋白质、多肽和氨基酸类组分由于与矿物颗粒结合较弱,因此表现出与矿物颗粒的吸附-解吸附现象,反而增加了底层水体中这些组分的含量。(5)黑潮入侵水的季节性变化不如长江冲淡水明显。由于季风的影响,冬季长江冲淡水陆源输入远小于夏季,对近海的影响较弱。同时夏季生物活性增强,产生大量的蛋白质、多肽和氨基酸等物质,导致水体的季节性差异。另外,两个季节水体颗粒物的沉降也明显不同,其中3月份的颗粒物沉降更多受原位水体的影响,而7月份的沉积物含有更多异地搬运的贡献,这部分有机质在沉积物中能够更有效的保存。(6)与3月份相比,7月份的长江水样中陆源有机质与矿物颗粒结合增加紧密,在搬运过程中难以与水体进行频繁交换。其次,陆源溶解有机质在搬运沉降的过程中,也表现出明显的季节性变化。具体来说,陆源有机质在7月份能够更大范围更有效地在河口区沉降并埋藏;此外,7月份在沉积物-海水界面出现更强的DOM向POM的转化,从而更有利陆源有机质的保存。综合多种因素,在长江下游-河口-东海的陆源有机质输送过程中,夏季河口区出现了更明显的有机碳沉降和埋藏效应,这也使得陆源有机碳信号在出河口区后快速消失。
其他文献
在癌症的治疗中,抗癌药物的耐药性是治愈癌症患者的一个巨大难题。如何选择有效的药物治疗方案来降低病人对抗癌药物的耐药性是计算生物学领域的前沿课题之一。虽然药物联合治疗方案用于缓解耐药性的发生是一个公认可行的概念,然而,药物组合不仅仅是药物之间简单的加法。某些药物组合不仅可能没有产生协同作用,还可能产生拮抗作用来降低药物的治疗效果,更有甚者会出现药物组合毒性,危及病人生命。目前,通过实验筛选一个药物组
随着海洋保护意识在全球的日渐觉醒,海洋知识科普工作成为引导大众养成正确海洋保护观念的重要环节。译者通过翻译海洋科普类相关资料与书籍,在建构全球统一海洋保护观念,促成国际海洋保护合作项目等方面具有不可或缺的重要作用。2019年冬,笔者与大译象文化发展(天津)有限公司签订了《Mapping the Oceans:Discovering the World Beneath Our Seas(暂定中文名《
海洋资源的开发近几年逐渐被重视,由于探索海洋仍然存在诸多没有解决的难题,导致人类在开发海洋、利用海洋的研究中进展缓慢,随着陆地资源的逐渐较少,并且近几年“海洋强国”战略的加持,人类加大了海洋探索的投入。人类在探索海洋的过程中,逐渐将目光对焦于“海斗深渊”(Hadal Trench)[1],深渊科学是对深渊区的海洋科学进行研究的科学,深渊科学具有多个研究分支。潜水器作为可以进行大深度航行并且实用性好
伴随着机械自动化技术的持续发展,移动机器人的智能化水平也在不断提升,迄今为止,其技术已在诸多领域得到了广泛的应用。路径规划技术作为移动机器人自动化以及智能化的重要体现,现已逐渐成为该研究领域中重要组成部分之一,更是社会发展的需要。传统Q-learning算法是应用于人工智能中的一种决策算法,非常适用于在未知复杂障碍物环境下进行路径规划任务研究。但在面对更加复杂多变的环境变化时,此算法的学习效率低下
随着物联网行业的快速发展,水产养殖业智能化程度不断提高,我国也提出了“蓝色粮仓计划”,着手于海洋渔业的发展。近年来,多种新兴的水产养殖模式油然而生,我国的工厂化循环水养殖模式得以快速发展,同时水产养殖技术也发展迅速,实现水产养殖过程中水质环境的智能化监控已成为当下研究的重点,本文针对循环水养殖过程中出现的溶解氧智能控制关键技术进行研究,以智能算法为基础构建池塘溶解氧预测模型及调控模型,并设计了一套
随着社会生产需求的不断提高以及现代科技的高质量发展,移动机器人在军事应用、社会娱乐、医疗服务、制造工业、资源探索等重点发展行业起着极其关键的角色,极大地促进了人类社会的发展。路径规划是机器人导航中的核心技术之一,是保证机器人能够自主运动到所设定目的地的根本前提,其涉及传感器信息融合、智能算法及内部智能控制系统等多方面跨学科技术,即移动机器人在分布有各种静态或动态障碍物的规划区域中,能够根据某些特定
全球气候问题,极地冰川融化,海平面上升严重威胁着人类社会生活,监测海平面变换已经成为当今研究的热点问题。随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的不断发展和完善,过去被认为是干扰定位精度的GNSS反射信号现在可以进行目标探测,如海面测高、海面溢油探测和土壤湿度探测。本文基于全球导航卫星系统的反射信号(GNSS-Reflection,GN
随着海洋捕捞技术的改进和人类物质生活水平的提高,海洋渔业资源利用呈现为过度开发状态,并且渔业资源衰退速度逐渐加快,海洋渔业发展陷入困境。长期以来我们一直坚持投入控制和技术控制为主的渔业管理制度,但并没有解决我国渔业资源的开发利用过度和捕捞能力严重过剩的问题,当前的渔业管理手段已经滞后于我国海洋渔业可持续发展的需要。基于此,本文以个别可转让配额(Individual Transferable Quo
早期成岩碳酸盐岩结核广泛分布于地质历史记录中,忠实地记录了过去地质流体的信息,能够用于示踪生物地球化学反应过程、指示成岩作用带和反映古环境的变化。台湾国姓地区中新世海相页岩中广泛发育菱铁矿结核,关于其成因及生长机制并不清楚。为此,本研究对台湾国姓乡猴洞坑组下部页岩中的菱铁矿结核开展了沉积学、岩石学、矿物学、主微量元素和碳氧同位素的综合研究。猴洞坑组下部灰色页岩层内发育有古代冷泉碳酸盐岩,主要的碳酸
随着土地资源日趋紧张,环境污染日益加重,水产养殖必然要走向“节能、减排、生态、高效的循环水养殖模式。池塘循环水养殖是集循环流水养殖技术、生物净水技术、高效集污/排污技术于一体的生态养殖模式。工厂化循环水养殖是集增氧、过滤、消毒、温度控制及氨氮、亚硝基盐调控等多项技术于一体的自动化养殖模式。这两种循环水养殖的核心技术是去除养殖水体中的残余饲料、鱼类粪便等沉淀颗粒及悬浮物,并营造适合鱼类生长的水动力环