陆源溶解有机碳的迁移转化及其生态环境效应-以长江口为例

Sources, transformation and burial of marine dissolved organic matter play an important role in the global carbon cycle. Terrestrial dissolved organic matter may be altered by photo degradation and biodegradation processes etc. when they transported through estuary. Its impact on the ecological environment also varies with rivers and coasts. The study of large rivers should be emphasized. Changjiang - Yangtze Estuary and the adjacent regions are chosen as an important study basement of this proposal. We suppose to apply variable geochemical analysis such as isotopes, biomarkers and 3D spectrometry etc based on watersheds - coast sampling strategy and incubation experiments. Our purpose is to determine seasonal distribution and composition of terrestrial dissolved organic matter and their link to land use and climate events and potential impact on coast environment. We will highlight its behavior in the estuary area and coupling process of iron biogeochemical cycles. Their bioavailability to coastal ecosystems is fundamental knowledge to their function in the ocean and potential impact on the East China Sea carbon cycle will be evaluated.

海洋溶解有机物的来源，转化和埋藏是全球碳循环的重要环节。陆源溶解有机质在入海过程中存在光与生物降解转化等作用，其对生态环境的影响程度随地域而异，使得有机质的迁移和转化亦不能同一模式而论。而世界性的大河流的有机质迁移转化的研究尤为必要。本项目以长江－长江口及毗邻海域作为重要基地，通过流域至河口的野外样品采集，大面和定点观测相结合，结合受控培养实验，借助光谱学和生物标志物等地球化学多种手段，进行陆源溶解有机碳的组成，迁移和改造和控制因素的分析，主要侧重其在河口区的行为与铁的耦合作用和其生物可利用性对近海生态系统的贡献和对东海碳循环的微干扰估算。

海洋溶解有机物的来源，转化和埋藏是全球碳循环的重要环节。陆源溶解有机质在入海过程中存在光与生物降解转化等作用，其对生态环境的影响程度随地域而异，使得有机质的迁移和转化亦不能同一模式而论。而世界性的大河流的有机质迁移转化的研究尤为必要。四年的执行过程中，我们系统观测了长江-东海体系中溶解有机物的迁移和行为，在长江三个时间连续站的周年观测表明自长江上游至中游，DOC浓度持续上升，到下游地区有所下降，但基本保持稳定；长江上游至下游POC含量持续升高，宜昌及徐六泾两站位POC浓度与月输沙量有很好的正相关性，长江对流域内土壤的侵蚀是主流有机质的重要来源。利用三维荧光和溶解性黑炭在长江口的含量分布变化，揭示了DBC/DOC的比例在盐度20左右，迅速减小，而与此相对应的是H3/H2也在此区域开始升高，表明光降解对有机物组成的影响。通过受控实验以及剖面分布探究了东海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”。因此BDOC作为活跃的溶解有机态碳库，将对区域碳循环发挥重要的作用。