中国东海中二甲基亚砜的生物地球化学过程研究

The biogeochemistry of dimethylsulfoxide (DMSO) in the ocean is a very important frontier in the international sulfur cycle study. DMSO research has just begun in China, but the level lags far behind international research. This study will address the inadequacies in previous studies and conduct the systematic study on the biogeochemical processes of DMSO in the typical shelf sea-the East China Sea, through both field investigation and laboratory simulation. Particularly, we will reveal the concentration distribution characteristics and spatio-temporal variation pattern of DMSO, probe into the possible relationships between DMSO and ecological environmental factors (temperature, salinity, nutrients, chlorophyll a, phytoplankton species, bacterial abundance, etc.) and related marine biogenic sulfur compounds including dimethylsulfide (DMS) and dimethylsulfoniopropionate (DMSP), and quantitatively evaluate various factors affecting the distribution of DMSO as well as the role of DMSO in the marine biogeochemical cycles of DMS. Moreover, we will use the most advanced 35S isotope method to measure the biological production rate, photochemical production rate, and bacterial comsumption rate of DMSO in seawater, conduct comprehensive evaluation for the source and sink of DMSO, and finally set up the biogeochemical cycle model of DMSO in seawater. This work can broaden and deepen the study content of marine biogenic sulfur and enter the forefront of the international study of marine biogenic sulfur.

海洋中二甲基亚砜（DMSO）的生物地球化学是目前国际硫循环研究的前沿领域，但国内的DMSO 研究才刚刚起步，与国际先进水平相比还有很大差距。本研究将针对以往研究中的不足之处，通过现场调查与实验室模拟，对中国东海中DMSO 的生物地球化学过程进行系统的研究。揭示DMSO 的浓度分布特征，探明DMSO 与主要生态环境因子（温度、盐度、营养盐、叶绿素a、浮游植物种类、细菌丰度等）以及相关的生源硫化物二甲基硫（DMS）、二甲巯基丙酸盐（DMSP）之间的关系，定量评价DMSO 浓度分布的影响因素以及在DMS 海洋生物地球化学循环中所起的作用。此外，应用国际最先进的35S 同位素方法测定DMSO 在海水中的生物生产速率、光化学生成速率、微生物消费速率，对DMSO 的源和汇进行综合评价，最终建立DMSO 的海洋生物地球化学循环模型。此工作可拓宽与深化我国海洋生源硫的研究内容并进入国际生源硫研究的前沿。

海洋中二甲基亚砜（DMSO）的生物地球化学是目前国际硫循环研究的前沿领域，但国内的DMSO研究相对较少。本项目选取中国东部陆架海域和受人类活动影响较小的西太平洋海域作为代表海区，通过现场调查、船基培养实验以及实验室模拟实验等综合手段，系统研究了DMSO和相关生源硫化物二甲基硫（DMS）、二甲巯基丙酸内盐（DMSP）在海水中的分布特征及与生态环境因子之间的关系。对于现场调查，项目组对中国东海、长江口及邻近海域、黄、渤海以及西太平洋海域一共进行了22个航次的调查研究，揭示了DMSO等生源有机硫化物的时空分布特征及影响因素。结果表明，DMS、DMSP和DMSO呈现出显著的时空差异。在东海DMSO与叶绿素a（Chl-a）有很好的相关性，说明浮游植物生物量可能对该海域DMSO的浓度分布能够产生非常重要的影响，而在长江口及其邻近海域，DMSO和Chl-a的相关性有所减弱。船基培养实验结果表明，海水酸化对DMSO的影响存在区域差异，营养盐和沙尘添加能够在一定程度上促进DMSO的生产和释放，而Fe的添加对浮游植物的影响比较复杂。实验室培养实验表明，海水酸化对链状亚历山大藻和威氏海链藻释放DMSO均无明显影响。迄今为止，标注本项目资助已发表的论文27篇，其中SCI论文20篇，培养博士生6名，硕士生4名。本项目取得了丰硕的研究成果，超额完成了研究任务，实现了研究目标。