基于化学标志物和基因型分析的南海海域真菌气溶胶识别与来源研究

Fungal aerosols are ubiquitous in the terrestrial and marine atmospheres. They may participate in the formation of cloud and ice, and thus, influence the precipitation pattern and global climate change. However, limited research has been performed to identify fungal aerosol and investigate the sources in the Chinese sea area. The proposed study will focus on the identification and source investigation on atmospheric fungal aerosols over the South China Sea (SCS) based on chemical tracer and DNA analyses. The aerosol samples will be collected at the costal sampling sites and during the cruise campaigns over the SCS. The chemical tracers of fungal spore and the fungal DNA will be analyzed and studied to understand the occurrence, species diversity, size distribution, temporal and spatial variation and major influencing factors of atmospheric fungal aerosols over the SCS. We will investigate the contributions of terrestrial and marine sources using air back-trajectory analysis with combinations of meteorological conditions, oceanic parameters and other aerosol chemical components. We will further estimate the input of terrestrial sources and the emission of marine sources over the SCS.

海洋真菌气溶胶可以直接或间接影响大气成云和成冰过程，影响大气降水和全球气候变化。目前我国针对海洋真菌气溶胶研究的数量较少，缺乏从陆地到开放海域的全面系统研究，对其识别和来源研究也存在不足。本研究拟以我国南海海域为研究区域，通过固定点和走航观测，采集大气气溶胶样品，并使用化学标志物分析和基因型分析的手段对海洋大气环境中的真菌气溶胶进行识别，并研究其浓度水平、种群构成、粒径分布、时空分布等特征及其重要影响因素等。同时，将结合其他气溶胶组分分析、气象、海洋数据和大气气团逆轨迹分析等研究陆源和海源对真菌气溶胶的贡献，并进一步开展该海域真菌气溶胶陆源输入和海源排放的量化研究。本研究旨在为我国典型海域开展生物气溶胶的观测及其综合影响研究提供研究基础和理论支持，并为重点海域资源和环境保护提供基础数据。

海洋真菌气溶胶可直接或间接影响大气成云和成冰过程，影响大气降水和全球气候变化。目前针对海洋真菌气溶胶研究的数量较少，缺乏从陆地到开放海域的全面系统研究，对其识别和来源研究也存在不足。本研究以我国南海海域为主要研究区域，通过固定点和走航观测，采集大气气溶胶样品，并使用有机标志物分析和基因型分析的手段对海洋大气环境中的真菌气溶胶进行了识别，并研究其浓度水平、种群构成、时空分布等特征及其重要影响因素等。同时，将结合其他气溶胶组分分析、气象、海洋数据和大气气团后向轨迹分析等研究了陆源和海源对真菌气溶胶的贡献。结果显示：（1）南海北部海域大气气溶胶中真菌标志物（阿拉伯醇和甘露醇）的浓度高于南海西部海域，表明南海北部存在较高的真菌孢子量。大气气团反向轨迹分析结果发现，真菌气溶胶标志物在受中国内陆气团影响的样品中的浓度高于受海洋影响的样品。南海北部和西部海域大气气溶胶样品中，甘露醇和阿拉伯醇浓度显著相关且与左旋葡聚糖存在良好的相关性，表明南海海域真菌气溶胶可能随生物质燃烧而排放。（2）通过对南海北部和西部大气气溶胶样品中的其他有机和生物标志物的分析和研究发现陆源是海洋真菌气溶胶的重要来源。南海海域有机气溶胶主要受陆地排放源影响，特别是生物排放源、大气二次氧化和生物质燃烧，而化石燃料燃烧等人为源的影响较小。近岸采集的样品本地烹饪源的贡献较大。真菌有机标志物和气溶胶蛋白类物质之间存在关联。（3）提取总悬浮颗粒物（TSP）样品中的DNA后，利用高通量测序手段分析颗粒物样品中的真菌，获得南海真菌的物种组成情况。南海大气真菌气溶胶门水平上的优势菌为子囊菌门和担子菌门。纲水平上的优势菌为粪壳菌纲，科水平上的优势菌为隔孢伏革菌科，而在属水平上的优势菌为锥囊菌属。执行期内共发表SCI论文7篇，另有成果在整理发表中。研究成果可为深入开展海洋区域真菌气溶胶特征、陆海源贡献及其环境与气候影响研究提供数据基础和理论支持。