南海北部海水中氨基酸的分布及其对溶解有机物降解行为的指示研究

于2015年6月对南海北部海区5个断面共26个站位海水中溶解态氨基酸（THAA）、溶解有机碳（DOC）和叶绿素a（Chl a）的浓度进行了科学调查。结果表明:夏季南海北部海水中THAA的浓度范围为0.40~1.95 μmol/L,平均值为（0.80±0.40） μmol/L,THAA的水平分布总体上体现出近岸高、远海低的特点,表明陆源输入对南海北部海域表层THAA分布有重要影响。THAA在断面上的垂直分布呈现出由近岸至远岸、由表层至底层逐渐降低的趋势。THAA浓度与两种D型氨基酸（D-谷氨酸:D-Glu和D-丙氨酸:D-Ala）含量之间存在显著负相关性,与天门冬氨酸/β-丙氨酸（Asp/β-Ala）和谷氨酸/γ-氨基丁酸（Glu/γ-Aba）比值之间存在显著正相关性,表明细菌的消耗是影响南海海水中THAA浓度的重要因素。D-Ala作为细菌肽聚糖中相对稳定的氨基酸,根据其占DOC的含量估算南海海水中的细菌源有机碳对DOC的贡献率为（29.32±14.32）%,其水平分布显示出近岸低、远岸高的特点;而其垂直分布则呈现出从表层至底层逐渐增加的趋势。THAA占DOC百分比（THAA-C%）的变化范围为1.02%~5.49%,平均值为（2.97±1.38）%。THAA-C%、活性因子和降解因子的高值均出现在珠江口外围区域。随着海水深度增加3种降解因子的数值均显著降低,这表明底层海水中有机物比表层海水中的有机物降解程度更大。     

春季长江口及其邻近海域溶解有机物的分布、组成及降解行为研究

2021年3月对长江口及其邻近海域9个断面溶解氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)和溶解有机氮(DON)的分布和组成进行了调查研究。结果表明:THAA的浓度范围为1.24~4.71μmol/L,平均浓度为(2.61±0.85)μmol/L;DOC的浓度范围为118.17~450.58μmol/L,平均浓度为(149.73±33.34)μmol/L;DON的浓度范围为10.48~24.45μmol/L,平均浓度为(13.80±1.81)μmol/L。THAA、DOC和DON的水平分布表现出近岸高于远岸的特点,表明陆源输入对调查区域的THAA等分布有重要影响。而THAA与D-天门冬氨酸、D-谷氨酸、D-丝氨酸和D-丙氨酸的D/L比均呈显著负相关,与天门冬氨酸/β-丙氨酸(Asp/β-Ala)呈正相关,表明细菌活动是影响THAA浓度变化的重要因素。长江口及邻近海域的优势氨基酸为L型氨基酸,D型氨基酸和非蛋白型氨基酸的占比仅为7.34%。基于C/N比值分析,长江口及其邻近海域溶解有机物(DOM)的来源受到长江冲淡水和台湾暖流的共同影响。THAA-C%、THAA-N%、降解因子和反应活性指数表明:水平方向上盐度接近于0的淡水区域和盐度高于34的远海区域降解程度较高;垂直方向上随着深度的增加,有机物的降解程度逐渐升高。调查区域有机物的降解程度主要受到陆源输入和细菌活动的影响。     

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。     

珠江口及其以东近海海域表层海水中三氟乙酸的初步研究

采用衍生化处理和气相色谱-质谱联用分析方法, 测定了珠江口及其以东近海海域表层海水中的三氟乙酸(Trifluoroacetic acid, TFA)含量。珠江口及其以东近岸的红海湾和大亚湾海区TFA浓度范围分别为113—170ng.L–1和202—336ng.L–1。红海湾内海水中TFA的平均水平(279ng.L–1)明显高于外海海水(210ng.L–1), 说明港湾内或其周边地区可能有TFA的点源输入。此外, 外海海水中TFA平均浓度比珠江口高69.1ng.L–1, 表明这种亲水性强、稳定性高的化合物除了已知的人为来源外, 可能还存在未知的人为源或自然源, 使得海洋作为其最终的汇浓度不断累积。     

珠江口溶解有机物的遥感动态监测

河口有色溶解有机物（colored dissolved organic matter,CDOM）的分布是各种物理-生物地球化学过程共同作用的结果。为实现河口高动态变化CDOM的监测,遥感是一种重要的手段。由珠江口四个不同季节的航次获得的实测数据,本文构建了一个遥感算法以反演CDOM在400 nm的吸收系数（a_CDOM （400））。该算法使用以波段反射率比值R_rs （667）/R_rs （443）和R_rs （748）/R_rs （412）为自变量。将构建的算法应用于2002-2014年的MODIS/Aqua数据,本文计算了珠江口不同季节的a_CDOM （400）气候态分布。CDOM的分布主要受珠江径流量和区域水下地形特征的影响。沿着垂直于水深梯度的断面,气候态a_CDOM （400）呈指数减少（y=ae^bx,b<0）,但不同季节差异很大。珠江口CDOM主要是河流淡水输运而来。其中,富里酸比例随盐度的增加而降低。基于构建的算法、CDOM保守混合方程和径流量,本文由MODIS/Aqua数据进一步估算了2002-2014年夏季和冬季珠江DOC的有效入海浓度和有效入海通量。珠江的有效入海浓度和有效入海通量都与流量存在正相关关系,且在夏季的相关性更明显,R2分别为0.698和0.9657。     

大亚湾海域溶解游离氨基酸及其与环境的关系

对大亚湾海域溶解游离氨基酸(DFAA)的分布特征及其影响因素进行了研究。现场采样调查分别于1995年5月、11月和2000年4月进行。结果表明 :(1)大亚湾海域DFAA的含量较高 ,在0.69～4.73μmol/L之间 ,平均2.16±0.87μmol/L,可能主要源于较为旺盛的生物活动 ;(2)DFAA含量在海域的平面分布变化较大 ,垂直分布和季节及年变化不明显 ;(3)DFAA与海水中的DOC呈正相关、与叶绿素呈负相关关系 ,与TIN的相关性则呈季节变化 ,生物效应可能是影响该海域DFAA含量的主要因素。     

胶州湾沉积物中氨基酸对有机质降解及细菌源贡献的指示作用解析

基于对胶州湾表层沉积物中总可水解氨基酸（THAA）的含量、组成、构型及分布特征的系统研究,通过氨基酸碳氮归一化产率（THAA-C%,THAA-N%）、降解因子DI、反应活性指数RI以及D型氨基酸占比（D-AA%,摩尔百分比）等指标结合碳氮比（TOC/TN）、碳稳定同位素（δ13C）探析了胶州湾沉积物中有机质的来源与降解状态,利用细菌源有机质及胞外肽酶活性（EEA）探讨了微生物在有机质迁移转化过程中的作用与贡献。结果表明,胶州湾表层沉积物中氨基酸平均含量为（7.60±3.64）μmol/g,在陆源与海源混合影响下,其水平分布呈现湾内高于湾外、湾内东部高于西部的特点,表明湾内东部陆源输入对沉积物THAA具有较高贡献。THAA-C%、THAA-N%、DI、RI以及D-AA%等指示因子均显示胶州湾表层沉积物中有机质的降解程度呈现湾外高于湾内、湾内东部高于西部的变化趋势,有机质来源、微生物活性与上覆水水深共同影响了有机质的降解程度。胶州湾表层沉积物中细菌源有机碳的贡献率为（29.35±18.73）%,其水平分布显示出湾内西部与湾外相近且高于湾内东部的特点。细菌胞外肽酶活性（EEA）平均为（0.81±1.31）nmol/（g·h）（以MCA计）,整体分布趋势与细菌贡献率相反,呈现湾内东部高于湾内西部和湾外的特性。沉积物中有机质的不同海源、陆源占比决定了有机质的可降解性,而有机质的降解程度进一步影响了细菌源有机质的贡献与胞外肽酶活性。     

南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异

利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ~(13)C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析。研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97—517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m~2/g,最大值是S23站位的24.46m~2/g,最小值是S29站位的1.73m~2/g,OC%含量在0.15—1.18之间,δ~(13)C值为–23.05‰—–21.24‰。沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC_(14)—nC_(33),低碳数峰群以nC_(16)、nC_(18)为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC_(29)为主峰碳。脂肪酸的碳数分布范围是nC_(14)—nC_(30),低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主。在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ~(13)C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程。不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别。海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越"新鲜"。结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述"异常"可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致。     

珠江口及近海表层沉积有机质的特征和来源

测定了珠江口及近海表层沉积物中总有机碳(TOC), 总氮(TN)及稳定碳同位素组成和几类主要有机化合物(水解氨基酸THAA、糖类TCHO、脂类lipid、酸不溶有机物AIOC), 并分析了沉积有机质及化合物的特征和来源。结果表明珠江口表层沉积有机质主要为陆源和水生混合来源, 而近海有机质主要为当地水生来源。大量的陆源高等植物(含有较多的木质素、纤维素等)输入珠江口, 使得珠江口个别站位沉积物中糖类物质含量大幅高于近海样品; 而珠江口与近海沉积物中水生来源有机质的含量相当。氨基酸和糖类占TOC的份额在浮游生物和悬浮颗粒物中分别为56%和48%, 在表层沉积物中为19%, 说明珠江口和近海的有机质从水柱到达沉积物-水界面的过程中经历了较充分的降解。珠江口样品中活性组分氨基酸和糖类占TOC的份额低于近海, 可能说明珠江口沉积有机质的降解程度高于近海。     

渤海湾、黄河口和长江口海域海水中颗粒氨基酸含量的分布

海水中除含有大量无机物质外，还含有种类繁多，但含量很低的有机物质，其含量约为C 0.5-2.0mg/L。海水有机物质可分为溶解有机物质(DOM)和颗粒有机物质(POM)。前者为主要组分，后者所含比例很小。在大洋中POM的主要来源有:①浮游生物，尤其是浮游植物活体、死骸及其分解碎屑;②海水中进行的DOM-POM的动力平衡产物。近岸海水还受河流流入的陆地POM和大气带入的陆源尘埃的影响。POM主要由蛋白质、碳水化合物、脂类等组成。POM是食碎屑动物的良好食物，它构成海洋食物链的一环，与水域生物生产力有直接的联系。POM中蛋白质含量以颗粒氨基酸(PAA)表示。Daumas(1976)曾报道过沿岸海水中PAA含量的季节变异，纪明侯等(1992年)于1980-1981年首次对青岛胶州湾内PAA含量在不同站位和不同季节中的变化特征进行调査研究。作者等继而于1982年7月、1983年10月和1984年5、7、8月乘“金星二号”考察船前后首次研究了渤海湾、黄河口和长江口附近水域中颗粒氨基酸的组成与含量在不同站位中的分布。所得结果如下。     

珠江口水质BHC和DDT含量及分布的研究

根据１９８７－１９９２年珠江口的污染监测和其他调查资料,对珠江口水中有机氯农药ＨＢ和ＤＤＴ的含量及分布善作了评述,探讨了影响ＨＢＣ和ＤＤＴ分布的因素,为珠江口的综合利用开发和污染治理提供参考。     

珠江口沉积物有机质特征、来源及其对碳存储的意义

河口沉积物作为承接陆海过程的重要载体, 是有机质赋存的主要形式之一。本文研究了珠江口沉积物总有机碳、总氮含量和沉积物可溶性有机物三维荧光特征, 以及其在口内区、混合区和口外区空间差异和影响因素, 并结合碳稳定同位素(δ¹³C)估算了珠江口各区域沉积物中不同来源有机质的贡献。结果显示: (1)沉积物总有机碳和总氮含量空间变化相似, 口内区和混合区域沉积有机质含量显著高于口外区; 主成分分析发现, 口内区沉积有机质含量主要受径流输入的影响, 口外区主要受Fe³⁺的影响; (2)MixSIAR稳定同位素混合模型结果显示, 口内区和混合区沉积有机质以陆源为主, 口外区则以海源为主; (3)珠江口沉积物新生有机质较多, 可快速被利用, 总体上不利于有机碳存储; 而陆源输入导致口内区和混合区沉积有机质腐殖化程度较高, 有机碳可存储性相对较高, 口外受海源有机质和铁氧化物—有机质复合体的影响, 有机碳可存储性相对较低。本研究可为深入认知河口区沉积有机质的生物地球化学过程及有机碳存储提供参考。     

长江口外浮游植物死亡释放溶解有机质的降解及其溶氧消耗

浮游植物光合作用产生的溶解有机质(dissolved organic matter,DOM)是海洋中溶解有机质的重要来源,浮游植物死亡后释放的新鲜溶解有机质活性高、数量大、生物可利用性高,其降解过程中对溶解氧(dissolved oxygen,DO)的消耗显著。但到目前为止,对此类溶解有机质的降解过程以及其耗氧情况还鲜有研究。本文基于2013年8月东海航次,对浮游植物(硅藻为主)死亡后释放的新鲜有机质进行人工受控培养,研究其降解过程及对DO的消耗,并评估该降解过程对低氧现象形成的贡献。研究发现:培养体系中溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和DO浓度皆随时间呈指数下降,总溶解态碳水化合物(total carbohydrate,TCHO)也出现明显降解;体系的初始DOC浓度越高,降解速率常数k(DOC)、k(DO)越大,k(DOC)受DOC浓度、活性以及DO浓度的影响;培养过程中细菌丰度明显增加,添加Hg Cl2的对比实验表明细菌在降解过程中起到重要作用。本文的研究结果表明,浮游植物死亡后释放的溶解有机质的快速降解及其对溶解氧的消耗,对长江口低氧环境的促成具有重要意义。     

珠江口及其邻近海域走航式叶绿素荧光计数据的校正

探讨了走航式叶绿素荧光计的现场校正方法。针对珠江口及其邻近陆架海域,分别对经非标准化和标准化处理的盐度和荧光计叶绿素数据进行聚类统计．区分河口区与陆架海区,给出分区段的校正系数。结果表明,在珠江河口区尤其是低盐度段,分区校正与单一的校正相比有相当明显的改善;非标准化与标准化数据处理方案各有优缺点。这一方法对于快速、连续测量该复杂海区的叶绿素浓度有着重要的意义。     

春季北黄海表层海水中溶解游离氨基酸的分布与组成研究

于2007年4月用高效液相色谱法分析北黄海42个站位表层海水中溶解游离氨基酸(DFAA)浓度的分布特征及组成。本次调查还分析了Chl a的浓度分布以及DFAA与Chl a之间的关系。结果表明:北黄海表层海水中DFAA浓度的变化范围为0.19～1.15μmol·L~(-1),平均浓度为(0.52±0.24)μmol·L~(-1);Chl a的浓度变化范围为0.24～4.76μg·L~(-1),平均值为(1.02±0.81)μg·L~(-1)。总体看来含量最多的个体氨基酸分别为丝氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸,它们占DFAA含量的70.7%;而在高Chl a浓度与低Chl a浓度站位间DFAA的组成存在较大差异。本次调查发现DFAA与Chl a浓度间存在一定的相关性(R=0.344,n=42,P0.05)。     

东海海域海水中颗粒氨基酸(PAA)的组成与含量的分布调查研究

海水中的有机物的含量微少，约为0.5~2.0 C mg/L，但其种类复杂。其中以溶解有机物(DOM)为主，而颗粒有机物(POM)所占比例则更少。大洋海水中的POM主要来源于浮游生物等的死骸及其分解碎屑；另外还有海水中受风浪影响所进行的DOM-POM的动力平衡产物。近岸海水还受河流和大气带入的陆源尘影响。POM主要由颗粒氨基酸(PAA)组成。即由Asp、Glu、Thr、Ser、Ala、Gly、Leu、Ile、Val、Met、Cys、Tyr、Lys、His、Arg、Phe、Pro等17种氨基酸组成。它们是食碎动物的主要食物，构成海洋食物链的一环，与该水域生产力有直接联系。纪明侯等(1992)于1983年和1984年首次对青岛胶州湾海水中的颗粒氨基酸的组成和含量的变化及其季节变化进行了调查研究。并且在1982年和1984年前后对渤海湾、黄河口和长江口附近水域同样调查研究了表层海水中PAA的组成与含量分布。他们还于1981年7、8月和1982年7、8月乘“科学一号”考察船进一步研究了长江口外东中国海，包括福建省外海、济州岛附近海域和黑潮流域26°00′-33°00′N、123°00′-129°00′E范围内海域的20余个站位的表层海水和部分站位上不同水深中的PAA的组成和含量。兹将调查研究结果报道如下。     

秋、夏季珠江口、南海北部陆坡溶解态铝的分布及其影响因素

于2014年10月和2015年6月对珠江口、南海北部陆坡区域溶解态铝的分布进行观测,探讨影响其分布及季节差异的主要因素,并以其作为示踪因子探讨潜在的陆源物质跨陆架输送途径。研究结果显示,夏、秋季珠江口盐度为0时溶解态铝的浓度分别为690.0 nmol/L和360.0 nmol/L,在淡咸水混合初期溶解态铝迅速自水体清除,夏季的清除率(55.8%)大于秋季(29.7%)。在南海北部陆坡区域,夏季表层溶解态铝浓度表现为沿纬线方向西高东低的分布特点,秋季则相反;夏、秋季底层溶解态铝浓度均呈现出随着离岸距离增加逐渐降低的分布趋势。秋季溶解态铝浓度的分布与盐度呈现显著的负相关关系,表明其行为近乎保守,陆架混合水及黑潮次表层水等水团混合是影响南海北部陆坡区域溶解态铝分布的主要因素。并且以溶解态铝作为示踪因子发现,在21.6～22.2 kg/m³密度面区间存在自陆架向陆坡方向的跨陆架输送。而夏季陆坡中部受到珠江冲淡水的影响出现低盐水舌,但溶解态铝的浓度相对较低,表现出明显的不保守行为。浮游植物的清除作用是导致夏季陆坡区域溶解态铝分布异常的重要因素。     

厦门至珠江口间沿岸海域中华白海豚分布的调查研究

厦门海域和珠江口海域是中华白海豚(Sousa chinensis)的2个重要分布区,但对这两地之间沿海白海豚的分布情况还缺乏了解.通过走访厦门至珠江口之间12个渔港码头或渔村的渔民,共获得有效问卷168份,探讨了厦门至珠江口之间沿海历史上和当今中华白海豚的分布情况.结果显示:年龄越大,渔民见过白海豚的比例越高;历史上(20～30a前),东山、汕头、甲子、汕尾和马宫等地沿海曾有较大的中华白海豚种群分布;如今,在东山湾和汕头海域还有中华白海豚的出没.通过进一步的截线抽样法调查,证实了汕头海域还有白海豚的分布,东山湾还有渔民观察到白海豚,但尚待进一步的证实.     

珠江口海域气溶胶中重金属含量的时间变化特征及入海通量初步估算

采用2009～2011年珠江口海域获取的代表春、夏、秋、冬4个季节的240个气溶胶样品,分析重金属（Cu、Pb、Zn、ca）质量浓度和大气干沉降通量的年、季变化特征．结果表明：气溶胶中zn的质量浓度最高,其次是Pb和Cu,Cd的质量浓度最低,年平均质量浓度依次为69,2、31．2、12．6和0．58ng／m3．Cu、Pb和Zn的年平均质量浓度和入海通量表现为2009年〉2011年〉2010年．Cd的年平均质量浓度和入海通量呈现逐年递减的变化趋势．各金属质量浓度及大气干沉降通量均为秋季最高,冬春季次之,夏季最低,这种季节性差异主要与季风和雨水冲刷作用有关．气溶胶中Cu、Ph、Cd和Zn平均质量浓度的较低值出现在2010年夏季．Pb在4个季节的平均质量浓度低值均出现在2010年,平均质量浓度依次为18．9、3．8、56．7、20．2ng／m3,表明加强人为污染物排放的控制,可有效地降低气溶胶中重金属的含量,提高环境空气质量．通过评估金属元素分别从大气和河流进入珠江口海域的输入量,该海域金属物质输送入海仍以河流输入为主,但大气中Pb对该海域的输入具有重要作用．