基于三維熒光光譜-平行因子分析技術(shù)的黃東海有色溶解有機(jī)物(CDOM)的分布特征研究.pdf

1、本文對(duì)黃東海春秋季采集的水樣進(jìn)行了表、中、底層有色溶解有機(jī)物(CDOM)的現(xiàn)場調(diào)查及室內(nèi)分析，利用CDOM的吸收和熒光特性對(duì)黃東海CDOM的來源、水平和垂直分布、季節(jié)性變化、遷移轉(zhuǎn)化、保守行為與非保守行為、穩(wěn)定性和相對(duì)分子量大小等進(jìn)行了分析，從定性與定量2個(gè)角度研究該海域CDOM的光學(xué)特性，主要對(duì)該海域水體中CDOM的EEMs性質(zhì)進(jìn)行研究，并采用平行因子分析(PARAFAC)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，探討控制CDOM的分布與變化的主要因素和時(shí)

2、空變化趨勢，主要結(jié)果如下：
　　 1、本節(jié)通過EEMs-PARAFAC方法鑒別出黃東海水體CDOM中有10種熒光組分。其中C1、C2、C3、C4、C6、C8和C9為類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)；C5和C10為類蛋白質(zhì)熒光團(tuán)；C7為生物產(chǎn)物。并對(duì)黃東海的樣品進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)春季的樣品主要分為5類，秋季分為4類。然后從10種組分、葉綠素a濃度和鹽度的水平分布特征來看，黃東海春秋季航次中類腐殖質(zhì)組分C1、C2、C3、C4、C6、C8與鹽度的分布模

3、式相反，表現(xiàn)出近岸海域高，遠(yuǎn)岸海域低的趨勢；類蛋白質(zhì)C5和C10與類腐殖質(zhì)C9除了近岸出現(xiàn)高值，遠(yuǎn)岸也出現(xiàn)高值；生物產(chǎn)物C7的變化情況比較復(fù)雜，表明其有獨(dú)特的來源或形成過程。此外還研究了長江口和杭州灣附近3個(gè)典型斷面10種組分、葉綠素a濃度和鹽度的垂直分布。
　　 按照不同海域和不同季節(jié)，分別研究了10種組分與鹽度的相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了黃海秋季，其他航次中類腐殖質(zhì)C1、C2、C3、C4和C6等5個(gè)組分基本上與鹽度呈線性負(fù)相關(guān)

4、；類色氨酸C5和類腐殖質(zhì)C8與鹽度也呈負(fù)一定的相關(guān)；而生物產(chǎn)物C7、類腐殖質(zhì)C9與類酪氨酸C10組分與鹽度沒有相關(guān)關(guān)系，表明陸源輸入是黃東海海水中CDOM的主要來源。10種組分與葉綠素a濃度的相關(guān)性都較差，表明該海域受生物活動(dòng)的影響相對(duì)較小，微生物降解、浮游植物并不是該海域CDOM的主要來源。
　　 通過結(jié)合10種組分與鹽度的相關(guān)性分析和10種組分占總組分的比例與鹽度的相關(guān)性分析，研究了黃東海春秋季10種組分的保守行為與非保守性

5、為，發(fā)現(xiàn)各組分在不同海域、不同季節(jié)呈現(xiàn)的保守行為均不相同。
　　 此外，通過在不同海域、不同季節(jié)對(duì)各種組分做相關(guān)性分析，研究了CDOM。各組分的共變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃東海春秋季類腐殖質(zhì)C1、C2、C3、C4和C6的來源和去除過程相似，類色氨酸C5和類腐殖質(zhì)C8的來源和去除過程與其它組分既有相似性，又有非相似性，其它組分有自己獨(dú)特的來源和去除過程。
　　 2、通過分析腐殖化因子HIX的平面分布圖，來研究黃東海CDOM組分

6、的穩(wěn)定性；通過分析熒光因子FI的平面分布圖，來判斷黃東海春秋季CDOM各組分的陸源特性或者海源特性。結(jié)果顯示，春季的HIX值要高于秋季的HIX值，春季底層的HIX值最高，秋季表層的HIX值最高，而且春秋季的HIX高值區(qū)都出現(xiàn)在離岸較遠(yuǎn)的海域，表明春季的CDOM組分的穩(wěn)定性高于秋季CDOM的穩(wěn)定性，海源性的CDOM的穩(wěn)定性高于陸源性的CDOM的穩(wěn)定性。并且發(fā)現(xiàn)春秋季類腐殖質(zhì)C9和類酪氨酸C10的分布模式與HIX值得分布模式相似，進(jìn)一步證明

7、C9和C10熒光組分的穩(wěn)定性較高。春季的FI值要高于秋季的FI值，春秋季表層的FI值最高，而且春秋季的FI高值區(qū)都出現(xiàn)在長江口附近以及離岸較遠(yuǎn)的海域，表明遠(yuǎn)岸區(qū)域海源性的CDOM成分含量高于陸源性成分含量。
　　 3、在研究黃東海CDOM吸收特性時(shí)，吸收系數(shù)a280與吸收斜率比值S值的季節(jié)性變化呈一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，春季高于秋季。S值的季節(jié)性變化表明春季CDOM的相對(duì)分子量高于秋季CDOM的相對(duì)分子量，這可能反映了夏末秋初CDOM的光

8、化學(xué)反應(yīng)影響，大分子量有機(jī)質(zhì)被分解成小分量有機(jī)質(zhì)。春季表層的吸收系數(shù)a280濃度要高于中底層，且高值區(qū)出現(xiàn)在長江口近岸和離岸較遠(yuǎn)的區(qū)域；而秋季中層吸收系數(shù)a280濃度要高于表底層，且高值區(qū)出現(xiàn)在近岸海域。說明春季主要受海洋浮游生物的影響，而秋季主要受陸源輸入的影響。春秋季表層的S值均高于中底層，且高值均出現(xiàn)在長江口附近以及離岸較遠(yuǎn)區(qū)域，說明海源性有機(jī)質(zhì)的相對(duì)分子量高于陸源性有機(jī)質(zhì)。
　　 通過研究吸收系數(shù)a280與鹽度和葉綠素a

9、濃度的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)吸收系數(shù)a280與鹽度和葉綠素a濃度的相關(guān)性都不是很好，說明黃東海春秋季CDOM的來源比較復(fù)雜，除了陸源輸入、海洋生物活動(dòng)以外，還受黃海水團(tuán)、蘇北沿岸流、江浙沿岸流、臺(tái)灣暖流等影響。
　　 此外，進(jìn)一步分析了黃東海春秋季CDOM各組分與吸收系數(shù)a280之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，類腐殖質(zhì)與吸收系數(shù)a280相關(guān)性較好，表明CDOM發(fā)色團(tuán)與類腐殖質(zhì)組分有相似性質(zhì)，特別是陸源類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)。此外類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)和類色氨酸