河口區DOM生物可利用性的時空演變及其調控機制

《河口區DOM生物可利用性的時空演變及其調控機制》是依託廈門大學，由郭衛東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：河口區DOM生物可利用性的時空演變及其調控機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭衛東
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

溶解態有機物（DOM）的生物可利用性是全球碳循環研究的關鍵科學問題之一。在河口臨界帶，由於DOM來源多樣，各種界面過程複雜，陸-海相互作用中從源到匯的DOM 生物可利用性的時空演變及其關鍵控制過程尚不清晰。本研究選取暴雨頻發、與流域高度耦合的九龍江河口為研究對象，綜合運用光譜學及穩定同位素、色譜分析等多種表征手段，研究輸入到該河口區的陸地河流、大氣乾濕沉降、地下水及自生源DOM的化學特徵和生物可利用性，探討來源和化學組成差異對DOM生物可利用性影響的化學機理，估算各種來源的DOM通量及其中活潑與惰性組分的相對貢獻，並對比常態和暴風雨條件下流域-河口-近海系統DOM化學組成與生物可利用性的變化。通過上述研究，為評價外部自然及人為擾動對陸源DOM 生物可利用性的影響提供科學依據，揭示河口與近海的微生物對DOM 的利用與轉化，評估陸源DOM 入海後的環境生態效應及其長期儲存潛力。

結題摘要

本項目以河口區DOM的生物可利用性及其關鍵控制過程為主線，選取九龍江口和長江口作為主要研究區域，系統探討了河流、大氣乾濕沉降和海底地下水等外源DOM的化學特徵和生物可利用性。結果發現，九龍江和長江輸送入海的DOM的生物可利用性總體較低，特別是長江輸送入海的DOM尤為惰性，這種差異與流域背景、水循環過程（暴雨事件）及河流內部改造等因素有關。與地表水相比，地下水中的DOM總體上更為惰性，因此通過海底地下水排泄途徑進入海洋的DOM生物可利用程度不高。但是，通過大氣沉降途徑進入廈門灣的雨水卻具有非常高的生物可利用性，其活潑DOC占DOC總量的相對百分比高達47±17%。通量估算表明，通過濕沉降輸入海洋的活潑DOC通量基本與河流途徑相當。因此，大氣沉降途徑對河口近海的次級生產過程有重要影響，而河流途徑對海域有機碳的長期儲存有更大貢獻。在青藏高原冰川中開展的對比研究也發現，大氣沉降途徑是冰川中有機質的重要來源，而冰川DOM的生物可利用性也非常高，反映出大氣有機質在組成和結構上的特殊性。此外，水母代謝釋放的自生源DOM和污染濕地中的DOM也具有較高的生物可利用性，因此水母暴發和污水排放對近海及污染水域的碳循環過程也有重要影響。