臺(tái)灣綠島熱泉和錢(qián)塘江水體溶解有機(jī)物的三維熒光特性與時(shí)空變化研究.pdf

1、有色溶解有機(jī)物(Chromophoric or Colored dissolved organic matter, CDOM)在海洋生態(tài)環(huán)境和全球碳循環(huán)中發(fā)揮著不可或缺的作用，CDOM的組成、來(lái)源和動(dòng)力學(xué)特征對(duì)于研究不同生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程具有重要的意義。本文應(yīng)用三維熒光光譜-平行因子法(Excitation-emission matrix fluorescencespectroscopy parallel factor an

2、alysis, EEMs-PARAFAC)研究了臺(tái)灣綠島熱泉系統(tǒng)CDOM的來(lái)源和動(dòng)力學(xué)特征，同時(shí)研究了錢(qián)塘江區(qū)域CDOM的光譜特性和空間分布。
　　本文研究了臺(tái)灣綠島上的陸上熱泉系統(tǒng)朝日溫泉的溫度、鹽度、pH和溶解有機(jī)碳(Dissolved organic carbon，DOC)的日變化特征以及它們的相互關(guān)系，應(yīng)用吸收光譜法和EEMs-PARAFAC研究了熱泉系統(tǒng)中的CDOM的組分、來(lái)源和動(dòng)力學(xué)特征。研究結(jié)果表明熱泉系統(tǒng)中的中溫區(qū)

3、是由熱泉系統(tǒng)高溫區(qū)、海水和地下水三個(gè)來(lái)源混合形成，混合比例約為2∶3∶1;高溫區(qū)可能是由于綠島周邊區(qū)域的深海水通過(guò)地下的巖層滲透進(jìn)入巖漿區(qū)域，經(jīng)高溫高壓后輸送到地表而形成。中溫區(qū)的DOC濃度在一天內(nèi)變化較大，最低時(shí)為84μM，最高時(shí)為130μM，而且與溫度呈顯著的負(fù)相關(guān)，與磷酸鹽呈正相關(guān)，但與潮汐無(wú)明顯相關(guān)性;高溫區(qū)的DOC濃度基本不變，不受溫度、磷酸鹽濃度變化和潮汐規(guī)律的影響。CDOM的熒光特征分析表明熱泉系統(tǒng)和周邊海水中存在四種熒光

4、組分:類色氨酸組分C1，類腐殖質(zhì)組分C2和C3，以及可能是類色氨酸組分或與海洋浮游生物相關(guān)的組分C4。高溫區(qū)是熒光組分C1和C4的熒光強(qiáng)度明顯高于中溫區(qū)和周邊海水，說(shuō)明高溫區(qū)是中溫區(qū)和周邊海水的部分CDOM的來(lái)源。中溫區(qū)和高溫區(qū)的CDOM主要來(lái)源于本地生物和微生物的內(nèi)源性生產(chǎn)，具有較高的熒光指數(shù)和生源指數(shù)以及相對(duì)較低的腐殖化指數(shù)。
　　本文同時(shí)研究了錢(qián)塘江區(qū)域CDOM的來(lái)源和空間分布特征。錢(qián)塘江DOC濃度在空間分布上呈浦陽(yáng)江支流最

5、高，錢(qián)塘江段次之，富春江段最低的趨勢(shì)，這與富春江段匯入浦陽(yáng)江支流后流入錢(qián)塘江段的實(shí)際情況相符合。CDOM的吸收系數(shù)a355與DOC濃度呈顯著的正相關(guān)，說(shuō)明錢(qián)塘江水體中CDOM與DOC的空間分布類似，且DOC中可能具有較大比例的CDOM。EEMs-PARAFAC分析表明錢(qián)塘江水體中存在三種熒光組分:類腐殖質(zhì)組分C1，類色氨酸組分C2和C3。熒光指數(shù)、生源指數(shù)和腐殖化指數(shù)的研究也證明錢(qián)塘江水體本地生物和微生物活動(dòng)占主導(dǎo)地位，CDOM主要是內(nèi)