珠江口沉积物溶解性有机质来源及光谱特征的空间变化

作为海陆交互作用的重要区域, 河口在海洋碳循环中扮演着重要角色. 近年来, 溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在河口区的来源、降解和保存一直是关注的热点. 本研究结合三维荧光光谱和紫外可见吸收光谱, 对珠江口3个沉积柱(S1、S2、S3站位, 盐度依次增加)孔隙水溶解性有机质的空间分布和来源进行了表征分析. 利用平行因子分析(parallel factor analysis, PARAFAC)方法对三维荧光光谱数据进行解析共得到5种荧光组分: 类腐殖质组分C1、C3、C4, 以及类蛋白荧光组分C2和C5. 三个站位的C2组分同沉积物微生物DNA浓度表现出显著的正相关关系(R2=0.69, P<0.01), 说明类蛋白组分C2可能主要来源于原位微生物的分解代谢. C5同DNA浓度相关性较弱(R2=0.40, P<0.05), 推测是混入了荧光峰同类蛋白组分十分接近的酚类化合物所致. 类腐殖质荧光组分来源复杂, S1站位类腐殖质荧光组分含量最高(1.45~8.83R.U.), 推测是受到了显著的陆源输入影响. S2和S3站位3种类腐殖质荧光组分含量很低(<1R.U.), 且分布规律十分相似, 可能主要来源于水体和沉积物藻类微生物的代谢释放. 三个站位的腐质化指标HIX随深度增加, 类蛋白组分荧光相对含量随深度降低, 并且同指示DOM分子量的光谱斜率比值SR分别呈显著的负相关和正相关关系. 这说明从沉积物表层到深层, DOM由低分子量的类蛋白组分向高分子量的类腐殖质组分过渡. 本研究结果对理解河口区沉积物中的孔隙水DOM分子量/活性模型(pore water size/reactivity, PWSR)以及DOM的生物有机地球化学过程提供了补充参考.