南海北部表层海水中溶解氨基酸的分布与组成研究

测定了2009年冬季南海北部表层海水中总水解氨基酸(THAA)、溶解游离氨基酸(DFAA)、溶解结合态氨基酸(DCAA)及叶绿素a、溶解有机碳(DOC)的浓度。调查海区THAA浓度的分布总体呈现近岸高、远岸低的特点,并且在陆坡处出现高值;DFAA浓度分布规律性则较差,但是在陆坡处也出现高值;DCAA周转速度较慢,是THAA浓度变化的主要控制因素(R=0.9935,n=48,P<0.0001)。冬季南海北部表层海水THAA主要由甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸和天门冬氨酸构成,它们占THAA的67.03%,DFAA、DCAA中的主要成分与THAA基本相同。个体氨基酸间的相关性矩阵分析显示THAA中有5对个体氨基酸间存在显著性正相关,DFAA、DCAA中分别有9对及6对个体氨基酸之间存在显著性正相关。溶解氨基酸与环境因子如叶绿素a和DOC之间均没有相关性。     

高效液相色谱法测定雨水中溶解态氨基酸的含量

本研究采用邻苯二甲醛/9-芴甲基氯甲酸酯-高效液相色谱-荧光检测器(OPA/FMOC-HPLC-FLD)联用技术,测定雨水中主要游离态氨基酸(DFAA)和结合态氨基酸(DCAA)的含量。雨水中的DFAA经阳离子交换树脂柱富集纯化后,可直接上机测定;类似地,经浓缩、酸解、再浓缩后,直接上机测定雨水中的DCAA。不同氨基酸的保留时间和峰面积的平均相对标准偏差分别为0.053%(0.014%～0.254%)和1.219%(0.223%～3.846%)。除赖氨酸外,其余氨基酸的检出限和定量限都较低,分别为0.90μmol/L(0.19～1.42μmol/L)和2.95μmol/L(0.39～4.74μmol/L)。样品加标回收率为59.87%～125.72%,均值为89.58%,空白回收率为57.47%～118.74%,均值为90.60%,保证了样品测定的准确性。利用本方法测得贵阳地区雨水中结合态氨基酸的浓度为27.25～493.87 nmol/L(均值为182.44 nmol/L),其中含量最多的是蛋氨酸,占总DCAA的24.61%;游离氨基酸的浓度为3.94～126.45 nmol/L(均值24.59 nmol/L),其中丝氨酸含量最高,占总DFAA的30.25%。本研究确立了最优的雨水溶解态氨基酸的提取和测定条件,并保证了雨水氨基酸在低浓度范围内定量的准确可靠性。     

长江大通站溶解有机氮生物可利用性潜力及输入通量

根据2012~2013年度隔月对长江大通站的6次调查,分析了长江水体中溶解态总氮(TDN)的构成,包括溶解无机氮(DIN)及溶解有机氮(DON)中的尿素、自由态氨基酸(DFAA)、结合态氨基酸(DCAA)的构成和丰度,并评价了DON的生物利用性潜力,估算了不同形态氮的输入通量.结果表明,受稀释作用和悬浮颗粒物吸附影响,长江水体中DON浓度呈现出春冬季高、夏秋季低的变化特征,平均浓度为(33.28±21.35)μmol/L,占TDN比例平均为20.05%±13.53%;DON中组分尿素、DFAA和DCAA占DON的氮摩尔占比分别为21.94%±19.89%、0.84%±0.52%、3.68%±2.61%.其中,尿素浓度受季节性施肥灌溉影响,与径流量呈现出明显的正相关.总溶解态氨基酸(TDAA)占溶解有机碳(DOC)的碳摩尔分数和氨基酸降解指数均表明长江水体中DON具有较高的生物可利用性,且呈现出春夏季高、秋冬季低的变化趋势.DON的年输入通量为42.04万t,约占TDN年输入通量的17%.其中,具有高生物可利用性的尿素、DFAA、DCAA分别占DON年通量的15.50%、0.64%、2.80%.上述结果表明,长江输入的DON具有相当高的生物可利用性,对长江口及其邻近海域富营养化的贡献不可忽视.     

冬季东海、南黄海中DMS和DMSP浓度分布及影响因素研究

于2011年12月~2012年1月现场测定了东海、南黄海表层海水中二甲基硫(DMS)及其前体物质二甲巯基丙酸内盐(DMSP分为溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)的含量,研究了它们的浓度分布规律及其影响因素,并对DMSPp的粒级分布和DMS的海-气通量进行了探讨.结果表明,表层海水中DMS、DMSPd和DMSPp的浓度分别在0.58~4.14、0.37~7.86和4.29~25.76 nmol·L-1之间,平均值分别为(2.20±0.82)、(2.12±1.66)和(11.98±6.23)nmol·L-1.DMS、DMSPp与叶绿素a(Chl-a)呈现明显的正相关关系,并且它们的周日变化趋势基本一致,说明浮游植物生物量是影响研究海域内DMS和DMSP生产分布的关键因素.另外,DMSPd浓度和总细菌丰度表现出一定的负相关,这可能是在细菌释放的DMSP裂解酶的作用下DMSPd会发生裂解生成DMS.研究发现,5~20μm的微型浮游植物是海区内Chl-a和DMSPp的主要贡献者.此外,冬季东海、南黄海表层海水DMS的海-气通量在0.61~25.52μmol·(m2·d)-1之间,平均值为(8.30±5.92)μmol·(m2·d)-1.     

夏季中国东海生源有机硫化物的分布及其影响因素研究

二甲基硫(DMS)、二甲巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)是海洋中最重要的3种生源有机硫化物.本文系统研究了2013年6月中国东海表层海水中3种硫化物的水平分布规律及其影响因素,并估算了DMS海-气通量.结果表明,表层海水DMS、溶解态DMSPd、颗粒态DMSPp、溶解态DMSOd和颗粒态DMSOp浓度平均值分别为4.70、7.00、27.83、13.66和10.78 nmol·L-1.DMS、DMSP和DMSO与叶绿素a(Chl-a)水平分布规律相似,均呈现近岸高、远海低的趋势.相关性分析结果表明,DMS、DMSPd和DMSOp浓度与Chl-a浓度均有显著的相关性,说明浮游植物生物量是影响东海有机硫化物生产分布的重要因素.此外,研究发现DMS与DMSPd、DMSOd与DMS间分别存在一定的相关性,表明表层海水中DMS主要来源于DMSPd的微生物降解,而DMSOd的主要来源是DMS的氧化过程.此外,夏季东海DMS海-气通量在0.62~33.98μmol·(m2·d)-1之间,平均值为9.71μmol·(m2·d)-1.     

2017年春季黄东海碳水化合物的分布特征

本文采用TPTZ（2,4,6-三吡啶-s-三嗪,C₁₈H₁₂N₆）分光光度法,测定了2017年春季南黄海和中国东海海水中的溶解态单糖（MCHO）、多糖（PCHO）及总糖（TCHO）的浓度,对比了南黄海和东海表层海水中MCHO、PCHO和TCHO的浓度分布特征。结果表明,南黄海表层海水中碳水化合物浓度高于东海。通过对南黄海B断面和东海P断面的调查发现,B断面MCHO、PCHO和TCHO分布趋势总体为近岸高、远岸低,表层高、底层低,而P断面由于受到长江冲淡水、台湾暖流和黑潮的综合影响,MCHO、PCHO和TCHO未表现出与B段面相似的分布特征。对E2站位的周日变化观测结果显示,MCHO、PCHO和TCHO的高值主要集中在12:00－18:00时段,低值区段主要集中在4:00－8:00时段,PCHO和TCHO呈线性正相关,MCHO与PCHO没有相关性,但是MCHO的浓度高峰滞后于PCHO的浓度高峰,这可能是由于PCHO被分解,断裂糖苷键释放MCHO所致。     

夏季东海和南黄海一氧化碳的浓度分布、海-气通量和微生物消耗研究

于2013年7月对东海和南黄海海水中CO的浓度分布、时空变化、海-气通量和表层海水中CO微生物消耗进行了研究.夏季东海和南黄海大气中CO的体积分数范围为68×10-9~448×10-9,平均值为117×10-9(SD=68×10-9,n=36),呈现出近岸高、远海低的特点.夏季东海和南黄海表层海水中CO的浓度范围为0.23~7.10 nmol·L-1,平均值为2.49 nmol·L-1(SD=2.11,n=36),CO的浓度受太阳辐射影响明显;不同站位CO浓度的垂直分布特征基本相同,CO浓度最大值一般出现在表层,随深度增加CO浓度迅速减小.夏季东海和南黄海海水中CO浓度具有明显的周日变化,最大值是最小值的6~40倍.各层最大值基本出现在中午,最小值基本上出现在凌晨前后.CO明显的周日变化特征进一步证明海水中CO主要由光化学产生.调查期间东海和南黄海表层海水中CO相比大气处于过饱和状态,过饱和系数变化范围为1.99~99.18,平均值为29.36(SD=24.42,n=29),表明调查海域是大气中CO的源.调查期间CO的海-气通量变化范围为0.37~44.84μmol·(m2·d)-1,平均值为12.73μmol·(m2·d)-1(SD=11.40,n=29).调查海域CO的微生物消耗培养实验中,CO的浓度随时间增长呈指数降低,消耗过程符合一级反应的特点,微生物消耗速率常数KCO范围为0.12~1.45 h-1,平均值为0.47 h-1(SD=0.55,n=5),微生物消耗速率与盐度之间有一定的相关性.     

秋季东海二甲基有机硫化物的浓度分布与影响因素

于2012年10月对中国东海表层海水中二甲基硫（DMS）及其前体物质二甲巯基丙酸内盐（DMSP）、溶解自由态蛋氨酸（DF Met）的浓度分布及影响因素进行了研究。分析结果表明,秋季东海表层海水中硅酸盐（SiO₃-Si）、溶解无机氮（DIN）、磷酸盐（PO₄-P）浓度变化范围分别为0.11~1.76、0.08~0.56和0.013~0.054 mg/L,平均值为0.50±0.36、0.19±0.11和0.024±0.0098 mg/L,且东海西南部上升流区出现营养盐浓度的高值区。表层海水中DMS、DMSP和DF Met的浓度分别在0.47~6.46、9.44~55.57和3.48~14.42 nmol/L之间,平均值分别为3.10±1.93、28.05±14.17和6.19±2.30 nmol/L。DMS、DMSP的水平分布与叶绿素a（Chl a）分布基本一致,呈现出近岸向远海降低的趋势。所调查海域的DMS/Chl a和DMSP/Chl a比值变化范围分别为2.59~27.66和27.37~103.34 mmol/g,平均值分别为11.46±5.02和65.08±23.41 mmol/g,与该海域硅藻为浮游植物优势种的调查结果相一致。此外,秋季东海表层海水DMS的海-气通量介于0.89~105.50 μmol/（m2·d）之间,平均值为35.65 ±31.53 μmol/（m2·d）。     

秋季北黄海溶解有机氮的分布特征及机制分析

基于北黄海海域秋季(2011年10月)航次的调查资料,对北黄海秋季溶解有机氮(DON)的时空分布特征及其影响机制进行了探讨。结果表明,2011年秋季北黄海表层水体DON的平均浓度为11.9μmol/L,底层平均浓度为9.98μmol/L,表、底层DON占总溶解态氮(TDN)的比例分别为71.4%和48.9%。受陆源输入及生物作用影响,表层DON在鸭绿江口附近海域有高值。各断面DON含量基本由表至底逐渐降低,深水区含量低于浅水区。     

南黄海海水中各种形态磷的分布变化特征

利用 1998年 5月南黄海大面调查所得到的数据和相关的历史资料 ,对南黄海海水中P的现状及其分布变化规律进行了分析 :南黄海海水中P的含量底层略高于表层 ,且主要存在形式是DOP ;底层水中颗粒态磷和溶解态磷的形态间转化与表层不同 ,可能是通过DOP为煤介进行的 ;在南黄海海水中 ,溶解态磷酸盐的分布主要是受生物活动的影响 ,可以作为赤潮发生的一个预测因子 ;南黄海的大部分区域N、P供应充分 ,属于中等营养海区。     

氨基酸指示海洋中有机物降解行为的研究进展

氨基酸是海洋中重要的生源有机质,它在有机碳和有机氮的生物地球化学循环中起着非常重要的作用。氨基酸作为海洋有机物中的活性组分,在有机物降解过程中会被异养细菌选择性的去除,是指示海洋中有机物降解程度的灵敏指示因子。本论文首先介绍了海水中氨基酸的分类,总结了溶解游离氨基酸（DFAA）、溶解结合氨基酸（DCAA）、颗粒氨基酸（PAA）和细菌标志物D-型氨基酸的来源及生物学活性。同时归纳了有机物降解过程中氨基酸变化可归结为选择性保存、产生或者富集细菌源的物质和细菌的转化三种机理。最后本文综述了基于氨基酸的6种降解因子:溶解态氨基酸（THAA）对有机碳或有机氮贡献率（THAA-C%或THAA-N%）、降解因子（degradation index）、活性因子（reactivity index）、个体氨基酸的D/L比值、天门冬氨酸/β-丙氨酸或谷氨酸/γ-氨基丁酸比值（Asp/β-Ala或Glu/γ-Aba）以及细菌源有机物的贡献率,它们各自的特点、适用的降解阶段以及具体的应用。     

冬季东海海水中碳水化合物的分布及影响因素

本文采用TPTZ法测定了2010年冬季东海48个站位海水中溶解单糖（MCHO）、溶解多糖（PCHO）和溶解总糖（TCHO）的浓度,并对其水平分布和PN断面9个站位的垂直分布特征进行了研究。结果表明,表层海水中MCHO、PCHO与TCHO的平均浓度和范围分别为3.8（0.7~14.9）、6.9（1.1~20.8）和10.7（3.0~25.0）μmol C/L。水平分布大致呈现由近岸向外海递减的趋势,但是高值区各有不同,受各种水团如长江冲淡水、台湾暖流和黑潮的作用明显。冬季东海陆架海区海水垂直混合强烈,MCHO、PCHO及TCHO浓度分布在垂直方向上无明显规律,均在混合层（0~100 m）出现高值区分布。对长江口3个断面碳水化合物和环境因子的相关性研究表明,TCHO与温度、盐度均呈现显著的线性负相关,MCHO与叶绿素a（Chl a）呈现显著的线性正相关关系。     

黄海、东海溶解有机碳的分布特征

研究了2007年秋季黄海、东海海域溶解有机碳(DOG)的空间分布情况.结果表明,该海域DOC的浓度范围为0.44～12.03 mg/L,平均浓度为(0.99±0.80)mg/L,其平面分布呈现近岸高、远岸低的特征,垂直方向上除了底层外随着深度增加DOC的浓度降低.位于南黄海中部的03断面,DOC的分布整体上比较均匀,断...     

春季黄、东海表层水中的溶解无机碳

根据2009年5月在黄、东海海域获得的表层海水中溶解无机碳(DIC)和总碱度(TA)的数据,结合现场生物、化学和水文等参数,探讨了该海域DIC的分布特征、组成情况及其影响因素.结果表明,黄、东海表层海水DIC和TA的变化范围分别为1 918.8～2 196.1 μmol/L和2 127.0 ～2 420.7μmol/L...     

春季东、黄海溶解甲烷的分布和海气交换通量

于2011年3月17日～4月6日对东、黄海海域进行了大面调查,采集了45个站位不同深度的海水样品,对溶解甲烷(CH4)浓度进行了测定,并估算了其海-气交换通量.结果表明,东、黄海表层海水中溶解甲烷的浓度变化范围是2.39～29.67nmol.L-1,底层海水中甲烷浓度范围是2.63～30.63 nmol.L-1,底层浓度略高于表层,表明底层水体或沉积物中存在甲烷的源.春季东、黄海海域表、底层溶解甲烷的分布特征基本一致,即从近岸向远海逐渐降低,主要受长江冲淡水输入和黑潮水入侵的影响.春季东、黄海海域表层海水中CH4饱和度为93%～1 038%.利用Liss and Merlivat公式(LM86)、Wanninkhof公式(W92)和现场测定的风速估算出春季东、黄海海域CH4的海-气交换通量分别为(2.85±5.11)μmol.(m2.d)-1和(5.18±9.99)μmol.(m2.d)-1,根据本研究结果和文献数据初步估算出东海和黄海年释放甲烷量分别为7.05×10-2～12.0×10-2Tg.a-1和1.17×10-2～2.20×10-2Tg.a-1.春季东、黄海海域表层海水中CH4均呈过饱和状态,是大气中CH4的净源.     

东海和黄海冬季海水中二甲亚砜的分布及影响因素

于2011年12月—2012年1月对我国东海、黄海表层及不同深度海水中c(DMSOd)(DMSOd为溶解态二甲亚砜)和c(DMSOp)(DMSOp为颗粒态二甲亚砜)的分布进行了研究,并探讨了其来源及影响因素. 结果表明:表层海水中c(DMSOd)和c(DMSOp)分别为(10.10±7.54)和(8.72±7.80) nmol/L,其水平分布明显受调查海域中浮游植物组成和丰度的影响;垂直分布上,c(DMSOd)和c(DMSOp)的最大值均出现在浅水层(3~20 m). 相关分析表明,c(DMSOd)与c(DMS)(DMS为二甲基硫)之间没有相关性,但与c(DMSOp)显著相关(R=0.442, n=41, P<0.006),说明冬季表层海水中DMSOd主要来源于浮游植物细胞内DMSO的释放,而不是DMS的氧化(光化学氧化和微生物氧化). 另外,c(DMSOp)/ρ(Chla)与盐度呈正相关(R=0.532, n=46, P<0.004),说明盐度的改变会影响浮游植物组成的变化,进而影响c(DMSOp).      

南黄海表层海水重金属的变化特征及影响因素

根据1997～2004年每年1次的南黄海表层海水重金属(As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn)及有关环境因子的调查数据,重点研究了2003-10南黄海表层海水重金属的分布特征、控制其分布的生物地球化学机制以及8 a的年际变化趋势.结果表明,2003-10南黄海表层海水中As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的平均浓度分别为2.33、0.078、1.41、0.0036、0.37、6.21μg/L.8 a中重金属除Zn有明显的上升趋势外,其它元素变化较小.重金属的分布模式与离岸距离有关,即除Pb外,在离岸较远的南黄海中部地区含量较低,而近岸海区则普遍较高,这种分布模式典型地体现了人类活动对近海的影响.对于重金属在局部海区的分布,亦存在其它控制因子,如Pb受大气沉降影响较大, Cd与海水盐度和pH密切相关, Hg受海水中有机碳浓度影响较大,沉积物再悬浮影响着As的浓度与分布, Cu、Zn则典型地受到了径流和排污的影响.8 a海水重金属浓度的均值皆符合国家一类海水水质标准,采用潜在生态危害指数法(ERI)分析2003年6种重金属的叠加生态效应,结果显示海水总的重金属生态危害指数较可发生重金属生态危害的ERI值小一个数量级,这从重金属的角度说明南黄海海水质量良好.     

夏季长江口及其邻近海域生源有机硫化物的分布与影响因素研究

于2017年7—8月对中国长江口及其邻近海域表层及重要断面不同深度海水中二甲基硫(DMS)、二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)的浓度进行了测定,探讨了长江冲淡水对其分布的影响,并估算了DMS的海-气通量.结果表明,表层海水中DMS、溶解态DMSP(DMSPd)、颗粒态DMSP(DMSPp)、溶解态DMSO(DMSOd)和颗粒态DMSO(DMSOp)的浓度平均值分别为(5.69±5.20)、(6.67±4.90)、(19.46±9.26)、(24.67±20.52)和(24.97±20.85) nmol·L~(-1).DMS和DMSP大体呈现出一致的分布规律,高值区出现在冲淡水与海水的混合区域,在长江口口门附近出现低值.相关性分析结果表明,DMSPp与DMSOp存在相关性,这可能与二者有相似的来源和细胞功能有关.DMSPd、DMSOd均与DMS存在相关性,这是因为DMSPd降解是表层海水中DMS的主要来源,而DMS的光氧化和微生物氧化可能是夏季表层海水中DMSOd的重要来源途径.沉积物间隙水中DMSPd浓度高于底层海水,表明沉积物释放也是底层DMSPd的一个来源.此外,夏季长江口及邻近海域DMS的海-气通量介于0.29～34.63μmol·m~(-2)·d~(-1)之间,平均值为(8.37±11.79)μmol·m~(-2)·d~(-1).     

秋季黄、渤海溶解碳水化合物的分布特征及影响因素

在黄海和渤海表层和微表层中采集了68个站位的海水样品,测定了秋季这两个海域总溶解有机碳(DOC)、叶绿素a、溶解态的单糖(monosaccharides,MCHO)、多糖(polysaccharides,PCHO)和总糖(total dissolved carbohydrate,TCHO)的浓度,对其在表层、微表层的分布,MCHO/TCHO、PCHO/TCHO比值的变化及其在微表层的富集情况进行了研究。结果表明在表层海水中,MCHO、PCHO和TCHO浓度分布呈现相似规律,均表现出近岸高、外海低的特点;TCHO/DOC在黄海和渤海中的平均值分别为13.8%和16.1%,说明碳水化合物是DOC的重要组成部分;PCHO/TCHO的比值与叶绿素a浓度呈正相关;黄、渤海海域中碳水化合物在微表层中呈现一定的富集作用,MCHO、PCHO、TCHO和DOC在黄海中的富集因子平均值分别为2.63、1.81、2.0和1.5,而富集程度的高低与风速、水体的扩散运动、鼓泡作用、悬浮颗粒物的表面吸附作用等因素相关。     

夏、秋季北黄海营养盐的时空分布特征及其影响机制

基于2011年7月(夏季)和2011年10月(秋季)北黄海海域2个航次的调查资料,对北黄海夏、秋季营养盐的时空分布特征及其影响机制进行了探讨.结果表明,夏、秋季北黄海营养盐的平均浓度分别为:NO3- (1.57±1.71), (5.93±3.84) μmol/L,NO2- (0.22±0.18), (0.88±0.93) μmol/L,PO43- (0.22±0.13), (0.40±0.23) μmol/L,Si(OH)4 (4.98±2.23), (6.71±3.24) μmol/L,NH4+ (1.35±0.90), (1.23±0.69) μmol/L,夏、秋季北黄海NO3-分别占溶解无机氮的49%和74%.2个季节近岸海域表层营养盐浓度均高于中部海域,底层浓度高于表层,高值区是冷水团区.各断面营养盐的垂直分布层化现象明显,受冷水团以及水体交换混合的共同影响,浓度由表至底逐渐升高.夏、秋季表底层N/P、Si/N和Si/P比值的水平分布为近岸海域高于中部海域,且夏季北黄海浮游植物的生长繁殖受磷限制.