臺灣綠島熱泉和錢塘江水體溶解有機物的三維熒光特性與時空變化研究.pdf

1、有色溶解有機物(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、來源和動力學(xué)特征對于研究不同生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學(xué)循環(huán)過程具有重要的意義。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)研究了臺灣綠島熱泉系統(tǒng)CDOM的來源和動力學(xué)特征，同時研究了錢塘江區(qū)域CDOM的光譜特性和空間分布。
　　本文研究了臺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、來源和動力學(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)、海水和地下水三個來源混合形成，混合比例約為2∶3∶1;高溫區(qū)可能是由于綠島周邊區(qū)域的深海水通過地下的巖層滲透進入巖漿區(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，最低時為84μM，最高時為130μM，而且與溫度呈顯著的負相關(guān)，與磷酸鹽呈正相關(guān)，但與潮汐無明顯相關(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的熒光強度明顯高于中溫區(qū)和周邊海水，說明高溫區(qū)是中溫區(qū)和周邊海水的部分CDOM的來源。中溫區(qū)和高溫區(qū)的CDOM主要來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)以及相對較低的腐殖化指數(shù)。
　　本文同時研究了錢塘江區(qū)域CDOM的來源和空間分布特征。錢塘江DOC濃度在空間分布上呈浦陽江支流最

5、高，錢塘江段次之，富春江段最低的趨勢，這與富春江段匯入浦陽江支流后流入錢塘江段的實際情況相符合。CDOM的吸收系數(shù)a355與DOC濃度呈顯著的正相關(guān)，說明錢塘江水體中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)的研究也證明錢塘江水體本地生物和微生物活動占主導(dǎo)地位，CDOM主要是內(nèi)