陆源有机碳通过河流输入海洋是全球碳循环的重要环节。据统计,每年输入海洋的陆源有机碳约有5000万吨。为了研究陆源有机质在海洋中的归化,研究者们应用了许多陆源指标,但这些指标的测定通常效率较低,因此在应用方面受到了一定限制。而在海洋沉积物中,颗粒有机物(POM)经历一系列再矿化过程可产生孔隙水中的荧光溶解有机质(FDOM),这些FDOM不但与其来源的POM密切相关,更是在沉积物碳埋藏过程中不可或缺的中间产物。因此,FDOM可作为衡量陆源有机质在海洋中的归化的有效指标。而在FDOM的表征手段中,三维荧光光谱结合平行因子分析方法,具有快捷、可靠、准确等特点,是目前海洋溶解有机质研究的一项前沿技术。
东海具有复杂的洋流系统、强烈的海陆相互作用和活跃的生物作用,是研究海洋有机质生物地球化学过程的理想区域。我实验室深海生命与生态过程创新团队成员通过三维荧光结合平行因子的方法,分析了长江口及毗邻的东海环境梯度下表层沉积物中孔隙水中FDOM的组成特征,并测定了相应样品基于古菌膜脂的BIT(Branched and Isoprenoid Tetraether)值、TOC碳13同位素等传统陆源指标。对比研究发现,类腐殖质FDOM组分的相关荧光强度与盐度、水深及陆源指标BIT值均呈现显著的正相关关系,表明类腐殖质FDOM组分的相对荧光强度与陆源有机质的输入密切相关,可以作为研究陆源输入的有效指标。本项成果的创新性在于将荧光光谱技术与有机地球化学技术相结合,引入了一个快捷有效、基于孔隙水FDOM的陆源指标,为深入理解海洋有机质的生物地球化学过程提供了新的思路。
该成果近期发表在国际知名学术刊物Water Research上, 论文第一作者李敏纯为2019级南海研究院海洋生物学博士生,创新团队核心成员谢伟副教授为论文共同通讯作者。
上述研究成果得到了国家重点研发项目(2018YFA0605800)、国家自然科学基金(41776137、91851210、41673073、41530105)的资助及南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。
图:东海沉积物孔隙水FDOM对陆源物质的指示作用示意图
相关文献:Li, M., Xie, W., Li, P., Yin, K., & Zhang, C. (2020). Establishing a terrestrial proxy based on fluorescent dissolved organic matter from sediment pore waters in the East China Sea. Water Research, 116005.
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