海洋科學(xué)、水文學(xué)

夏季大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物碳、氮同位素組成 及其物源指示

牟新悅，陳敏，張琨

摘要：目的：掌握顆粒有機(jī)物的來源及其時(shí)空變化特征對于深入理解人類活動影響下海灣生態(tài)環(huán)境的變化及作用機(jī)制具有重要意義。本研究通過分析夏季大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物碳、氮含量及其同位素組成，旨在揭示大亞灣顆粒有機(jī)物含量及其同位素組成的空間分布特征，同時(shí)利用三端元混合模型解構(gòu)懸浮顆粒有機(jī)物的來源，探討調(diào)控顆粒有機(jī)物來源的主要過程，為認(rèn)識人類活動影響下大亞灣生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律奠定基礎(chǔ)。方法：2015年7月28—31日期間，利用潔凈玻璃采水器采集了自大亞灣北部近岸海域至灣口海域共12 個(gè)站位的海水樣品，經(jīng)預(yù)先在400℃下灼燒4 h 并稱重的47 mm GF/F 濾膜過濾收集懸浮顆粒物，用于顆粒有機(jī)物碳、氮含量及其同位素組成的分析。顆粒物樣品分成2 份子樣后，一份用于顆粒氮及其同位素組成的測定，另一份經(jīng)濃鹽酸酸熏去除無機(jī)碳組分后用于顆粒有機(jī)碳及其同位素組成的測定。顆粒有機(jī)物碳、氮含量及同位素組成通過元素分析儀—同位素比值質(zhì)譜儀聯(lián)機(jī)進(jìn)行測量（Thermo Deltaplus XP）。根據(jù)實(shí)測的顆粒有機(jī)物δ13CPOC 和δ15NPN，利用三端元混合模型，計(jì)算出大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物中海洋自生有機(jī)質(zhì)、陸源有機(jī)質(zhì)（含人為活動污水有機(jī)質(zhì)）和河口過程有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)。結(jié)果：夏季大亞灣顆粒有機(jī)物δ13CPOC 和δ15NPN 的變化范圍分別為-25.7～-17.4‰和-6.3～10.4‰，其空間變化反映了不同有機(jī)質(zhì)來源的影響。喜洲島附近海域表現(xiàn)出高POC、PN、δ13CPOC 和δ15NPN 的特征，恰好對應(yīng)于高生物硅、高浮游植物細(xì)胞豐度、高初級生產(chǎn)力、高無機(jī)氮生物吸收速率的出現(xiàn)，指征著浮游植物水華的主導(dǎo)貢獻(xiàn)；東北部范和港附近海域具有高POC、PN 含量、低δ13CPOC和高δ15NPN 的特征，反映了河流/河口水生有機(jī)物的影響；北部沿岸淡澳河口附近海域的δ13CPOC 和δ15NPN出現(xiàn)低值，體現(xiàn)了陸源有機(jī)質(zhì)和人類污水排放的影響，人為污水的排放可能是低δ15NPN 出現(xiàn)的主要原因。根據(jù)δ13CPOC 和δ15NPN 的三端元混合模型，定量計(jì)算出夏季大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物中海洋自生有機(jī)質(zhì)、陸源 有機(jī)質(zhì)和河流/河口水生有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)比例平均為70%、13%和17%，海洋自生有機(jī)質(zhì)是夏季大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物的主要來源，陸源有機(jī)質(zhì)和河流/河口水生有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)僅占次要地位。從三種來源有機(jī)物含量的空間變化看，海洋自生有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)出自灣內(nèi)向?yàn)惩鉁p少的態(tài)勢，其含量與初級生產(chǎn)力具有顯著的線性正相關(guān)關(guān)系；河流/河口水生有機(jī)質(zhì)在東北部范和港附近海域出現(xiàn)高值；陸源有機(jī)質(zhì)含量在表、底層表現(xiàn)出不同的態(tài)勢，表層陸源有機(jī)物含量在灣中部最低，底層陸源有機(jī)質(zhì)含量高于表層，且表現(xiàn)為自灣內(nèi)向?yàn)晨谠黾?、東側(cè)海域較高的特征，反映了離岸距離、珠江沖淡水、粵東沿岸上升流輸送的共同影響。結(jié)論：大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物碳、氮含量及其同位素組成的空間變化充分反映出浮游植物水華、陸源和人類污水有機(jī)質(zhì)排放、河流/河口水生有機(jī)質(zhì)輸送等過程的影響。海洋自生有機(jī)質(zhì)是夏季大亞灣懸浮顆粒有機(jī)物的主要來源，其空間變化主要受控于浮游植物的初級生產(chǎn)過程。陸源有機(jī)質(zhì)含量的空間分布則受到離岸距離、珠江沖淡水輸送和粵東沿岸上升流入侵的共同影響。

來源出版物：海洋學(xué)報(bào), 2017, 29(2)：39-52

入選年份：2017