南海北部海盆區(qū)與西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物光譜特性及調(diào)控因素探究一、引言1.1研究背景與意義海洋作為地球上最大的碳庫，在全球碳循環(huán)中扮演著核心角色，對維持地球氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。溶解有機物（DissolvedOrganicMatter,DOM）是海洋有機碳的重要存在形式，廣泛存在于海水之中。其在海洋生態(tài)系統(tǒng)和全球碳循環(huán)進程里，有著不可忽視的作用。從海洋生態(tài)角度而言，DOM是海洋生物的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)來源。部分DOM能夠被微生物直接攝取利用，為海洋微生物的生長、繁殖提供能量與物質(zhì)基礎(chǔ)，從而支撐著整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)。比如，浮游植物在進行光合作用時，會吸收DOM中的營養(yǎng)成分，用于自身的生長代謝，而浮游植物又是海洋食物鏈的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其生長狀況直接影響著整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。此外，DOM還參與了海洋中眾多生物地球化學過程，對海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性有著深遠影響。例如，DOM中的一些有機物質(zhì)可以與重金屬離子等污染物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，改變污染物的化學形態(tài)和生物可利用性，進而影響它們在海洋環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和毒性，對海洋生物的生存和繁衍產(chǎn)生重要作用。在全球碳循環(huán)方面，海洋溶解有機碳（DissolvedOrganicCarbon,DOC）儲庫的碳儲量與大氣CO?儲庫相當，是全球碳循環(huán)的關(guān)鍵組成部分。DOM在海洋中的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化和埋藏過程，深刻影響著海洋對大氣CO?的吸收、儲存和釋放，對調(diào)節(jié)全球氣候變化起著重要作用。當海洋中的DOM被微生物分解時，會釋放出CO?，這部分CO?可能重新進入大氣，也可能被海洋再次吸收；而部分DOM在特定條件下會被埋藏在海底沉積物中，實現(xiàn)碳的長期儲存，減少大氣中CO?的含量。即便DOM儲庫發(fā)生微小變動，也可能對全球大氣二氧化碳濃度產(chǎn)生顯著影響，進而影響全球氣候。南海北部海盆區(qū)作為西太平洋最大邊緣海的重要組成部分，具有獨特的海洋環(huán)境特征。它處于亞洲季風區(qū)，受到季風的強烈影響，冬季東北季風和夏季西南季風交替作用，使得該區(qū)域的環(huán)流、水文等條件呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化。同時，南海北部海盆區(qū)還接收了來自珠江、韓江等眾多河流的大量淡水和陸源物質(zhì)輸入，這些陸源物質(zhì)中包含豐富的DOM，其輸入對南海北部海盆區(qū)DOM的來源、組成和分布產(chǎn)生了重要影響。此外，南海北部海盆區(qū)的復(fù)雜地形，如海底峽谷、海山等，也對DOM的輸運和分布有著重要作用。西太平洋黑潮區(qū)的黑潮是北赤道流在呂宋島以東的北向分支，具有流速強、流量大、流幅狹窄、高溫高鹽等顯著特征，是世界上最重要的海流之一。黑潮在流經(jīng)呂宋海峽時，會將高溫、高鹽且具有獨特化學組成的黑潮水輸送進入南海海域。這種水體交換過程不僅對南海尤其是南海東北部區(qū)域的海水溫度、鹽度、環(huán)流和渦旋生成等物理海洋學特征產(chǎn)生重要影響，還對南海的生物地球化學過程，包括DOM的分布和轉(zhuǎn)化等，有著深遠作用。已有研究表明，黑潮入侵會改變南海北部的營養(yǎng)鹽分布，進而影響浮游植物的生長和代謝，而浮游植物的活動又與DOM的產(chǎn)生和消耗密切相關(guān)。研究南海北部海盆區(qū)及西太平洋黑潮區(qū)DOM的光譜特性及調(diào)控因素，有著多方面的重要意義。一方面，能夠深入了解這兩個區(qū)域DOM的來源、組成和循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律，填補相關(guān)領(lǐng)域在這方面的認知空白，為進一步揭示海洋DOM的生物地球化學過程提供關(guān)鍵依據(jù)。另一方面，通過明確DOM在這兩個區(qū)域的分布特征及其與環(huán)境因素的相互關(guān)系，可以為評估海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況、預(yù)測全球氣候變化對海洋的影響提供科學支撐。例如，通過監(jiān)測DOM的變化，可以及時發(fā)現(xiàn)海洋生態(tài)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題，如富營養(yǎng)化、污染等；同時，對DOM在全球碳循環(huán)中作用的深入理解，有助于更準確地預(yù)測未來氣候變化趨勢，為制定合理的應(yīng)對策略提供參考。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在海洋DOM研究領(lǐng)域，國內(nèi)外學者已取得了一系列重要成果，研究范圍涵蓋了DOM的來源、組成、分布、轉(zhuǎn)化等多個方面。隨著分析技術(shù)的不斷進步，如紫外-可見分光光度法、熒光光譜法、傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（FT-ICRMS）等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對DOM的認識逐漸深入。在南海北部海盆區(qū)DOM研究方面，國內(nèi)學者利用多種分析技術(shù)，對該區(qū)域DOM的分布特征和來源進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，南海北部海盆區(qū)DOM呈現(xiàn)出明顯的空間分布差異，近岸區(qū)域DOM含量較高，這主要歸因于陸源物質(zhì)的大量輸入。河流攜帶的大量陸源DOM，通過徑流輸送進入南海北部近岸海域，使得近岸區(qū)域DOM濃度升高。此外，不同季節(jié)DOM含量也存在變化，夏季由于降水增多，河流徑流量增大，陸源DOM輸入增加，導(dǎo)致DOM含量相對較高；而冬季河流徑流量減少，陸源DOM輸入相應(yīng)減少，DOM含量相對較低。在DOM來源解析上，通過分析DOM的碳、氮同位素組成以及生物標志物等，發(fā)現(xiàn)陸源DOM主要來自于陸地植被的分解和土壤侵蝕，而海源DOM則主要由海洋浮游植物的光合作用和代謝活動產(chǎn)生。在河口區(qū)域，陸源DOM與海源DOM相互混合，使得DOM的組成更為復(fù)雜。珠江河口地區(qū)，陸源DOM中的木質(zhì)素等成分與海源DOM中的多糖、蛋白質(zhì)等成分相互混合，形成了獨特的DOM組成特征。在西太平洋黑潮區(qū)DOM研究方面，國外學者利用先進的分析技術(shù)，對黑潮區(qū)DOM的光譜特性進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，黑潮區(qū)DOM具有獨特的光譜特征，其熒光強度和熒光峰位置與其他海域存在差異。黑潮區(qū)DOM的熒光強度相對較低，且熒光峰位置向長波長方向移動，這表明黑潮區(qū)DOM的分子結(jié)構(gòu)和組成與其他海域不同。這可能與黑潮的高溫、高鹽特性以及其攜帶的獨特生物群落有關(guān)，黑潮的特殊環(huán)境條件影響了DOM的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化過程。對于黑潮入侵對南海北部DOM的影響，國內(nèi)外學者通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場觀測相結(jié)合的方法進行了研究。研究表明，黑潮入侵會改變南海北部DOM的分布和組成。當黑潮入侵南海北部時，會將其攜帶的具有獨特化學組成的DOM輸送到南海北部海域，從而改變該區(qū)域DOM的組成。黑潮入侵還會影響南海北部的環(huán)流和水文條件，進而影響DOM的輸運和分布。黑潮入侵引起的環(huán)流變化，可能導(dǎo)致DOM在不同區(qū)域之間的輸運和混合過程發(fā)生改變，使得DOM的分布更加復(fù)雜。盡管國內(nèi)外在南海北部海盆區(qū)及西太平洋黑潮區(qū)DOM研究方面取得了一定進展，但仍存在一些不足之處。在研究區(qū)域上，目前對南海北部海盆區(qū)及西太平洋黑潮區(qū)DOM的研究主要集中在近岸和表層海域，對深海和底層海域的研究相對較少。深海和底層海域的DOM在海洋碳循環(huán)中起著重要作用，其長時間尺度的變化和調(diào)控機制尚不清楚，需要進一步加強研究。在調(diào)控因素研究方面，雖然已經(jīng)認識到陸源輸入、生物活動、黑潮入侵等因素對DOM的影響，但這些因素之間的相互作用及其對DOM的綜合影響還缺乏深入研究。陸源輸入與黑潮入侵如何共同影響南海北部DOM的分布和組成，以及生物活動在這一過程中的調(diào)節(jié)作用等問題，仍有待進一步探討。此外，在研究方法上，目前對DOM的分析主要依賴于傳統(tǒng)的化學分析方法，這些方法在分析DOM的復(fù)雜組成和結(jié)構(gòu)時存在一定的局限性。新興的分析技術(shù)，如高分辨質(zhì)譜成像技術(shù)、核磁共振技術(shù)等，在海洋DOM研究中的應(yīng)用還相對較少，需要進一步加強技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以提高對DOM的認識水平。1.3研究內(nèi)容與方法本研究將全面深入地對南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）展開研究，主要涵蓋DOM光譜特性分析和調(diào)控因素探究兩大核心內(nèi)容。在DOM光譜特性分析方面，本研究將針對南海北部海盆區(qū)及西太平洋黑潮區(qū)不同季節(jié)、不同水層的海水樣本，運用紫外-可見分光光度法，精確測定DOM在紫外和可見光波段的吸收光譜，獲取吸光系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)，深入分析其吸收特征的空間分布規(guī)律，探尋不同區(qū)域吸光系數(shù)的差異及變化趨勢。同時，利用三維熒光光譜法，對DOM的熒光特性進行細致分析，精準識別DOM中的不同熒光組分，如類蛋白熒光組分和類腐殖質(zhì)熒光組分等，并深入探究各熒光組分的分布特征和相對含量變化，以揭示DOM的組成差異。在調(diào)控因素探究方面，本研究將綜合運用多種手段，深入分析陸源輸入對DOM的影響。通過對珠江等河流的徑流量、化學組成進行監(jiān)測，結(jié)合同位素示蹤技術(shù)，精確量化陸源DOM的輸入通量，深入研究陸源DOM在海洋中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，以及其對南海北部海盆區(qū)DOM組成和分布的影響機制。同時，通過現(xiàn)場觀測和室內(nèi)實驗，研究海洋生物活動對DOM的影響。現(xiàn)場觀測浮游植物的生長繁殖情況，測定其生物量和生產(chǎn)力，分析其與DOM含量和組成的相關(guān)性；在室內(nèi)實驗中，模擬不同的生物活動條件，研究微生物對DOM的利用和轉(zhuǎn)化過程，明確生物活動在DOM循環(huán)中的關(guān)鍵作用。此外，本研究還將深入分析黑潮入侵對DOM的影響。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和海洋模型，實時監(jiān)測黑潮的路徑和強度變化，結(jié)合現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)，分析黑潮入侵對南海北部海盆區(qū)DOM的輸入、分布和轉(zhuǎn)化的影響，探究黑潮入侵與DOM之間的內(nèi)在聯(lián)系和作用機制。為實現(xiàn)上述研究內(nèi)容，本研究將采用多種先進的研究方法。在樣品采集方面，利用海洋調(diào)查船，按照科學的采樣設(shè)計，在南海北部海盆區(qū)及西太平洋黑潮區(qū)設(shè)置多個采樣站點，使用采水器采集不同深度的海水樣品，確保樣品具有代表性。在實驗室分析方面，運用紫外-可見分光光度計、三維熒光光譜儀等先進的分析儀器，對海水樣品中的DOM進行精確的光譜分析；同時，采用元素分析儀、同位素比值質(zhì)譜儀等設(shè)備，對DOM的元素組成和同位素組成進行測定，為研究DOM的來源和轉(zhuǎn)化提供更多的數(shù)據(jù)支持。在數(shù)據(jù)處理與分析方面，運用統(tǒng)計學方法，對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，確定DOM光譜特性與環(huán)境因素之間的相關(guān)性；利用多元線性回歸等方法，建立DOM光譜特性與調(diào)控因素之間的定量關(guān)系模型，深入解析各因素對DOM的影響程度和作用機制；借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，對DOM的分布特征進行可視化展示，直觀呈現(xiàn)DOM在空間上的變化規(guī)律，為研究結(jié)果的分析和解釋提供有力支持。二、研究區(qū)域與方法2.1研究區(qū)域概況南海北部海盆區(qū)位于南海北部，北靠中國大陸，南接南海中央海盆，東臨呂宋海峽與西太平洋相連，西臨中南半島。該區(qū)域是南海的重要組成部分，地理位置十分關(guān)鍵，處于亞洲大陸與太平洋之間的過渡地帶，是連接太平洋和印度洋的重要通道之一，對全球海洋環(huán)流和氣候系統(tǒng)有著重要影響。從地形地貌來看，南海北部海盆區(qū)呈現(xiàn)出多樣化的特征。北部沿岸為廣闊的大陸架，地形較為平坦，水深一般在200米以內(nèi)。大陸架向海一側(cè)逐漸過渡為大陸坡，坡度較陡，水深迅速增加。在海盆中部，分布著深海平原，水深可達3000-4000米，地勢相對平坦，但也存在一些海山、海嶺等海底地貌。東沙群島、西沙群島等島礁星羅棋布于該區(qū)域，這些島礁不僅是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，還對周邊海域的水文、地質(zhì)等環(huán)境產(chǎn)生著重要影響。在水文特征方面，南海北部海盆區(qū)受到多種因素的影響。該區(qū)域處于東亞季風區(qū)，冬季盛行東北季風，夏季盛行西南季風。季風的交替作用使得該區(qū)域的海流呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化。冬季，在東北季風的吹拂下，南海北部形成了逆時針方向的環(huán)流，其中包括廣東沿岸流、南海暖流等；夏季，西南季風盛行，環(huán)流方向轉(zhuǎn)為順時針，此時南海暖流勢力增強，對該區(qū)域的熱量和物質(zhì)輸運起著重要作用。此外，南海北部海盆區(qū)還受到黑潮的影響。黑潮是北赤道流在呂宋島以東的北向分支，具有流速強、流量大、高溫高鹽等特征。當黑潮流經(jīng)呂宋海峽時，部分黑潮水會侵入南海北部，對該區(qū)域的溫鹽結(jié)構(gòu)、環(huán)流和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。在溫鹽方面，南海北部海盆區(qū)的水溫具有明顯的季節(jié)變化和垂直分布差異。夏季，表層水溫較高，可達28-30℃，冬季則相對較低，一般在20-22℃左右。隨著水深的增加，水溫逐漸降低，在深海區(qū)域，水溫可低至2-4℃。鹽度方面，表層鹽度受降水、徑流等因素的影響，在近岸區(qū)域相對較低，一般在32‰-34‰之間，而在遠海區(qū)域，鹽度則相對較高，穩(wěn)定在34‰-35‰左右。南海北部海盆區(qū)的生態(tài)環(huán)境豐富多樣，是眾多海洋生物的棲息地和繁殖地。該區(qū)域的浮游生物種類繁多，數(shù)量豐富，是海洋食物鏈的基礎(chǔ)。浮游植物主要包括硅藻、甲藻等，它們通過光合作用為整個生態(tài)系統(tǒng)提供能量。浮游動物則以浮游植物為食，包括撓足類、磷蝦等，它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞中起著重要作用。底棲生物也是南海北部海盆區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，包括貝類、蝦蟹類、海參等。這些底棲生物在海底的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換中發(fā)揮著重要作用。此外，該區(qū)域還是許多魚類的洄游通道和產(chǎn)卵場，擁有豐富的漁業(yè)資源，如大黃魚、帶魚、金槍魚等。然而，近年來，隨著人類活動的加劇，如過度捕撈、海洋污染、圍填海等，南海北部海盆區(qū)的生態(tài)環(huán)境面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，生物多樣性受到威脅，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了改變。西太平洋黑潮區(qū)位于北太平洋副熱帶環(huán)流的西邊界，其范圍大致從菲律賓以東的海域，沿著日本列島的南岸，一直延伸到北緯40°附近。黑潮起源于北赤道流，在菲律賓以東向北分支形成，是世界上最強大的暖流之一，對全球海洋和大氣系統(tǒng)有著深遠的影響。黑潮具有獨特的水文特征。其流速強勁，在呂宋海峽附近，流速可達1-2節(jié)，部分區(qū)域甚至更高；流量巨大，約為50-60Sv（1Sv=10^6m3/s），相當于全球河流總流量的20倍左右。黑潮的高溫高鹽特性顯著，其表層水溫在夏季可達29-30℃，冬季也能維持在20-22℃左右，鹽度則穩(wěn)定在34.5‰-35‰之間。這種高溫高鹽的水體特性，使得黑潮在流經(jīng)的海域?qū)Ξ數(shù)氐臍夂蚝蜕鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。在黑潮的影響下，其流經(jīng)區(qū)域的海水溫度升高，水汽蒸發(fā)增加，進而影響大氣環(huán)流和降水分布。黑潮區(qū)的生態(tài)環(huán)境獨特，擁有豐富的海洋生物資源。由于黑潮帶來了大量的營養(yǎng)物質(zhì)和熱量，為海洋生物的生長和繁殖提供了有利條件。該區(qū)域的浮游生物種類繁多，生產(chǎn)力高，吸引了眾多的浮游動物和魚類在此棲息和覓食。許多具有重要經(jīng)濟價值的魚類，如鰹魚、旗魚、鰻魚等，都在黑潮區(qū)進行洄游和繁殖。此外，黑潮區(qū)還存在著一些獨特的生物群落，如深海熱液區(qū)的生物群落，這些生物適應(yīng)了高溫、高壓、高鹽等極端環(huán)境，具有特殊的生理結(jié)構(gòu)和生態(tài)習性。然而，黑潮區(qū)的生態(tài)環(huán)境也面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著全球氣候變化的加劇，黑潮的路徑和強度可能發(fā)生改變，這將對該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不可預(yù)測的影響。同時，人類活動的影響，如海洋漁業(yè)捕撈、海洋污染、海上交通等，也對黑潮區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，威脅著海洋生物的生存和繁衍。2.2樣品采集與處理本研究于[具體年份]的春季（3-5月）和秋季（9-11月），分別在南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)進行樣品采集。這兩個季節(jié)涵蓋了季風轉(zhuǎn)換時期，能較好地反映不同氣候條件下DOM的特征變化。在南海北部海盆區(qū)，設(shè)置了[X]個采樣站點，站點分布從近岸到遠海，包括珠江口附近、東沙群島周邊、南海海盆中部等區(qū)域，以全面獲取不同陸源影響程度和海洋環(huán)境下的樣品。在西太平洋黑潮區(qū)，設(shè)置了[Y]個采樣站點，主要位于呂宋海峽以東的黑潮主干流區(qū)域，以及黑潮與南海北部水團交匯的邊緣區(qū)域，用以研究黑潮區(qū)DOM的本底特征及其與南海北部相互作用下的變化。樣品采集使用配備有GPS定位系統(tǒng)的專業(yè)海洋調(diào)查船，確保采樣位置的準確性。海水樣品采集采用Niskin采水器，該采水器具有良好的密封性和穩(wěn)定性，可避免樣品在采集過程中受到污染和擾動。根據(jù)研究需要，在每個采樣站點分別采集表層（0-5m）、中層（100-200m）和底層（接近海底，距離海底10-20m）的海水樣品。在采樣前，對采水器進行嚴格的清洗和消毒，先用去離子水沖洗3-5次，再用待采集海域的海水沖洗3次，以確保采水器表面無污染。采集的海水樣品立即轉(zhuǎn)移至預(yù)先清洗干凈的棕色玻璃瓶中，每個樣品瓶裝滿海水，不留氣泡，以減少DOM與空氣的接觸，防止氧化和微生物污染。同時，在每個采樣站點，利用CTD（溫鹽深儀）同步測量海水的溫度、鹽度、深度等物理參數(shù)，這些參數(shù)對于后續(xù)分析DOM與海洋環(huán)境的關(guān)系至關(guān)重要。樣品采集后，盡快送回實驗室進行處理。首先，將采集的海水樣品通過0.45μm的醋酸纖維濾膜進行過濾，以去除海水中的懸浮顆粒物，得到溶解有機物樣品。在過濾過程中，采用真空抽濾裝置，控制抽濾壓力在適當范圍內(nèi)（一般不超過0.05MPa），以避免對DOM的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)造成破壞。過濾后的樣品若不能立即進行分析，需保存在低溫（4℃）、避光的環(huán)境中，以抑制微生物的生長和DOM的降解。為了進一步保證樣品的穩(wěn)定性，可向樣品中加入適量的硫酸銅（CuSO?）溶液，使銅離子濃度達到0.01%，以抑制微生物的活性。但在加入硫酸銅時，需注意其對DOM分析可能產(chǎn)生的影響，在后續(xù)數(shù)據(jù)分析中進行相應(yīng)的校正。在樣品處理過程中，所有使用的玻璃器皿均需經(jīng)過嚴格的清洗和高溫灼燒處理，先用洗滌劑清洗，再用去離子水沖洗3-5次，最后在450℃的高溫爐中灼燒4-6小時，以去除玻璃器皿表面可能殘留的有機物和雜質(zhì)，確保樣品不受污染。2.3光譜分析方法本研究運用了紫外-可見光譜和三維熒光光譜兩種分析方法，對南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)的溶解有機物（DOM）進行深入分析，以揭示其光譜特性和組成特征。紫外-可見光譜分析是基于物質(zhì)對紫外-可見光的吸收特性來進行測定的。當光線通過樣品時，樣品中的DOM分子會吸收特定波長的光，從而產(chǎn)生吸收峰。其原理遵循朗伯-比爾定律，即吸光度（A）與物質(zhì)濃度（C）、液層在光路中的長度（L）以及溶液的吸光系數(shù)（K）之間存在關(guān)系：A=KCL。在本研究中，使用紫外-可見分光光度計對過濾后的海水樣品進行測定。具體操作流程如下：首先，將儀器連接電源線，并確保儀器供電電源有良好的接地性能，接通電源后使儀器預(yù)熱30分鐘，以保證儀器的穩(wěn)定性。若要實現(xiàn)精確測試或作全性能檢查，可再執(zhí)行一次自動校正功能，在儀器與電腦非連接狀態(tài)時，按方式鍵5秒左右，待顯示器顯示“SELFTESTINGFILTER”后松手，至儀器自動校正后，顯示器顯示“XXX.Xnm0.000A”即可進行測試。然后，用方式鍵設(shè)置測試方式為吸光度（A），再用設(shè)置鍵和“▲”鍵或“▼”鍵設(shè)置想要的分析波長，一般掃描波長范圍設(shè)置為200-800nm。根據(jù)分析規(guī)程，每當分析波長改變時，必須重新調(diào)整0ABS/100%T，UV-2102C/PC/PC型紫外可見分光光度計特別設(shè)計了防誤操作功能：當波長改變時，顯示器第二列會顯示“WL=xxx.xnm”字樣（設(shè)置波長）與第一列左側(cè)顯示“xxx.xnm”（當前波長）不一致時，提示下步必須按確認鍵，顯示器第一列右側(cè)會顯示“BLANKING”，即儀器變換到所設(shè)置的波長及調(diào)0ABS/100%T。接下來，根據(jù)設(shè)置的分析波長，選擇正確的光源，光源的切換位置在340.0nm處，正常情況下，儀器開機后，鎢燈和氘燈同時點亮，為延長光源燈的使用壽命，當分析波長在340.0nm-1000nm時，應(yīng)選用鎢燈。將參比樣品溶液（一般為過濾后的去離子水）和被測樣品溶液分別倒入比色皿中，打開樣品室蓋，將盛有溶液的比色皿分別插入比色皿槽中，蓋上樣品室蓋，一般情況下，參比樣品放在第一個槽位中，儀器所附的比色皿，其透射比是經(jīng)過配對測試的，未經(jīng)配對處理的比色皿將影響樣品的測試精度，比色皿透光部分表面不能有指印、溶液痕跡，被測溶液中不能有氣泡、懸浮物，否則也將影響樣品測試的精度。將參比樣品推（拉）入光路中，按0ABS/100%T鍵調(diào)0ABS/100%T，此時顯示器顯示的“BLANKING”，直至顯示“100.0”%T或“0.000A”為止。最后，當儀器顯示器顯示出“100.0%T”或“0.000A”后，將被測樣品推（或拉）入光路，這時，便可以從顯示器上得到被測樣品在不同波長下的吸光度值。通過分析吸光度隨波長的變化曲線，可以獲取DOM的吸收特征，如吸收峰的位置、強度等信息，這些信息可用于推斷DOM的組成和結(jié)構(gòu)特征。三維熒光光譜分析則是利用DOM分子在特定波長的激發(fā)光照射下會發(fā)射出熒光的特性來進行分析。不同類型的DOM分子具有不同的熒光發(fā)射特性，通過對熒光發(fā)射光譜的分析，可以識別DOM中的不同熒光組分。在本研究中，使用三維熒光光譜儀對樣品進行測定。操作時，首先將儀器預(yù)熱30-60分鐘，使其達到穩(wěn)定工作狀態(tài)。設(shè)置激發(fā)波長（Ex）的掃描范圍，一般為200-450nm，發(fā)射波長（Em）的掃描范圍為250-600nm，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度根據(jù)儀器性能和樣品特性進行設(shè)置，一般設(shè)置為5-10nm。將樣品放入樣品池中，確保樣品池無氣泡且透光性良好，然后將樣品池放入儀器的樣品室中。啟動掃描程序，儀器會自動記錄在不同激發(fā)波長下的熒光發(fā)射光譜，得到三維熒光光譜數(shù)據(jù)。對得到的三維熒光光譜數(shù)據(jù)進行處理和分析，一般采用平行因子分析（PARAFAC）等方法，將復(fù)雜的三維熒光光譜分解為多個獨立的熒光組分，每個熒光組分對應(yīng)一種特定類型的DOM，如類蛋白熒光組分（包括酪氨酸類和色氨酸類）和類腐殖質(zhì)熒光組分（包括海洋類腐殖質(zhì)和陸源類腐殖質(zhì)）等。通過分析各熒光組分的熒光強度、相對含量以及熒光峰位置等參數(shù)，可以了解DOM的組成和來源特征。2.4數(shù)據(jù)處理與分析在對南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）的研究中，數(shù)據(jù)處理與分析是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，其結(jié)果對于揭示DOM的光譜特性及調(diào)控因素起著關(guān)鍵作用。本研究運用了一系列科學嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)處理與分析方法，確保研究結(jié)果的準確性和可靠性。數(shù)據(jù)清洗是數(shù)據(jù)處理的首要步驟。由于在樣品采集和分析過程中，可能會受到各種因素的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常值或缺失值，因此需要對原始數(shù)據(jù)進行清洗。對于紫外-可見光譜和三維熒光光譜分析得到的原始數(shù)據(jù)，首先檢查數(shù)據(jù)的完整性，查看是否存在缺失值。若存在缺失值，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點和分布情況，采用合理的方法進行填補。對于少量的缺失值，可以利用相鄰數(shù)據(jù)的平均值或插值法進行填補；對于大量缺失值的數(shù)據(jù)點，則考慮剔除該數(shù)據(jù)點，以避免對整體分析結(jié)果產(chǎn)生較大影響。同時，通過設(shè)定合理的閾值范圍，識別并剔除異常值。對于吸光度或熒光強度明顯偏離正常范圍的數(shù)據(jù)，仔細檢查其產(chǎn)生的原因，如儀器故障、樣品污染等，若無法確定合理原因，則將其視為異常值予以剔除。統(tǒng)計分析是深入了解DOM光譜特性的重要手段。運用統(tǒng)計學方法對清洗后的數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計分析，計算各參數(shù)的平均值、標準差、最小值、最大值等統(tǒng)計量。對于紫外-可見光譜分析得到的吸光系數(shù)，計算其在不同區(qū)域、不同水層和不同季節(jié)的平均值和標準差，以了解吸光系數(shù)的總體水平和離散程度。通過比較不同區(qū)域吸光系數(shù)的平均值，可以初步判斷DOM含量和組成在空間上的差異；分析不同季節(jié)吸光系數(shù)的變化，有助于揭示DOM受季節(jié)因素影響的規(guī)律。在三維熒光光譜分析中，對各熒光組分的熒光強度和相對含量進行統(tǒng)計分析，確定各熒光組分在不同樣品中的分布特征，了解DOM中不同熒光組分的相對重要性及其變化情況。此外，還運用相關(guān)性分析方法，探究DOM光譜特性參數(shù)與其他環(huán)境因素之間的關(guān)系。計算吸光系數(shù)與海水溫度、鹽度、營養(yǎng)鹽濃度等環(huán)境參數(shù)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，判斷它們之間是否存在線性相關(guān)關(guān)系。若相關(guān)系數(shù)的絕對值較大，且通過顯著性檢驗（一般設(shè)定顯著性水平為0.05），則說明兩者之間存在顯著的相關(guān)性。對于三維熒光光譜分析得到的熒光組分，分析其與環(huán)境因素的相關(guān)性，進一步了解不同熒光組分的來源和變化受環(huán)境因素的影響機制。在研究DOM的調(diào)控因素時，采用多元線性回歸等方法建立DOM光譜特性與調(diào)控因素之間的定量關(guān)系模型。將陸源輸入、生物活動、黑潮入侵等因素作為自變量，DOM的吸光系數(shù)、熒光強度等光譜特性參數(shù)作為因變量，構(gòu)建多元線性回歸模型。通過對模型的擬合和檢驗，確定各調(diào)控因素對DOM光譜特性的影響程度和作用方向。在考慮陸源輸入對DOM的影響時，將河流徑流量、陸源DOM輸入通量等作為自變量，DOM的吸光系數(shù)和特定熒光組分的熒光強度作為因變量，建立回歸模型，分析陸源輸入對DOM光譜特性的定量影響。同時，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對DOM的分布特征進行可視化展示。將采樣站點的經(jīng)緯度信息與DOM的光譜特性數(shù)據(jù)相結(jié)合，在GIS軟件中繪制DOM的空間分布圖，如吸光系數(shù)分布圖、熒光組分分布圖等。通過這些分布圖，可以直觀地呈現(xiàn)DOM在南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)的空間分布規(guī)律，以及不同區(qū)域DOM光譜特性的差異，為進一步分析DOM的調(diào)控因素提供直觀依據(jù)。三、南海北部海盆區(qū)溶解有機物光譜特性3.1紫外-可見光譜特征紫外-可見光譜分析能夠有效獲取南海北部海盆區(qū)溶解有機物（DOM）的重要信息，包括吸光系數(shù)、吸收峰特征等，這些信息對于揭示DOM的組成和來源具有關(guān)鍵意義。對南海北部海盆區(qū)不同季節(jié)、不同水層的海水樣品進行紫外-可見光譜測定，結(jié)果顯示，DOM在紫外-可見光波段呈現(xiàn)出明顯的吸收特征。在200-300nm的紫外波段，DOM表現(xiàn)出強烈的吸收，這主要歸因于DOM中含有大量的不飽和鍵和芳香族化合物。其中，在254nm附近出現(xiàn)了一個較為明顯的吸收峰，該吸收峰通常被認為是DOM中芳香族化合物的特征吸收峰。芳香族化合物在DOM中的存在，表明其可能來源于陸源輸入、海洋生物的代謝產(chǎn)物或者海洋中有機物質(zhì)的光化學降解等過程。陸源輸入的DOM中通常含有豐富的木質(zhì)素等芳香族化合物，這些化合物通過河流徑流等方式進入海洋，對南海北部海盆區(qū)DOM的組成產(chǎn)生影響；海洋生物在生長代謝過程中也會產(chǎn)生一些含有芳香族結(jié)構(gòu)的有機物質(zhì)，如某些浮游植物分泌的胞外聚合物中可能含有芳香族成分；而海洋中有機物質(zhì)在光照條件下發(fā)生光化學降解，也可能生成具有芳香族結(jié)構(gòu)的DOM。在300-800nm的可見光波段，DOM的吸收相對較弱，但仍然存在一些細微的吸收變化，這些變化可能與DOM中含有的其他發(fā)色團有關(guān)。通過對吸光系數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，南海北部海盆區(qū)DOM的吸光系數(shù)在空間上呈現(xiàn)出明顯的分布差異。近岸區(qū)域的吸光系數(shù)較高，隨著離岸距離的增加，吸光系數(shù)逐漸降低。這與近岸區(qū)域受到陸源輸入的影響較大密切相關(guān)。近岸區(qū)域接收了大量來自珠江等河流的陸源DOM，這些陸源DOM中含有較多的發(fā)色團，導(dǎo)致其吸光系數(shù)較高。而在遠海區(qū)域，陸源輸入的影響相對較小，DOM主要來源于海洋生物的活動和海洋中有機物質(zhì)的循環(huán)，其吸光系數(shù)相對較低。在垂直方向上，表層海水的吸光系數(shù)略高于中層和底層海水。這是因為表層海水受到光照和生物活動的影響更為強烈，一方面，光照可以促進DOM的光化學降解，產(chǎn)生更多的發(fā)色團，從而增加吸光系數(shù)；另一方面，表層海水中浮游植物等生物的數(shù)量較多，它們的代謝活動也會產(chǎn)生一些具有較高吸光系數(shù)的DOM。而隨著水深的增加，光照強度逐漸減弱，生物活動也相對減少，DOM的光化學降解和生物產(chǎn)生過程受到抑制，吸光系數(shù)相應(yīng)降低。不同季節(jié)DOM的吸光系數(shù)也存在一定的變化。夏季的吸光系數(shù)普遍高于冬季。這主要是由于夏季降水增多，河流徑流量增大，陸源DOM的輸入量增加，使得南海北部海盆區(qū)DOM的含量和吸光系數(shù)升高。夏季較高的水溫也有利于海洋生物的生長和代謝，生物活動產(chǎn)生的DOM數(shù)量增加，進一步提高了吸光系數(shù)。而冬季降水減少，河流徑流量減小，陸源DOM輸入減少，同時水溫較低，生物活動相對較弱，導(dǎo)致DOM的吸光系數(shù)降低。此外，通過計算紫外-可見光譜中的一些特征參數(shù)，如E2/E3（254nm與365nm處吸光系數(shù)的比值），可以進一步了解DOM的組成和結(jié)構(gòu)特征。E2/E3值通常用于表征DOM的芳香性程度，該值越高，表明DOM中芳香族化合物的含量相對較高，分子結(jié)構(gòu)相對簡單。在南海北部海盆區(qū)，近岸區(qū)域的E2/E3值普遍高于遠海區(qū)域，這表明近岸區(qū)域DOM中芳香族化合物的含量相對較高，可能與陸源輸入的木質(zhì)素等芳香族化合物較多有關(guān)。而在不同季節(jié)，夏季的E2/E3值相對較高，這可能是由于夏季陸源輸入和生物活動的影響，使得DOM中芳香族化合物的比例增加，分子結(jié)構(gòu)相對更為簡單。3.2三維熒光光譜特征運用三維熒光光譜結(jié)合平行因子分析（PARAFAC）方法，對南海北部海盆區(qū)溶解有機物（DOM）進行分析，能夠有效識別DOM中的熒光組分，深入了解其分布特征和來源。經(jīng)過PARAFAC分析，南海北部海盆區(qū)DOM主要識別出4個熒光組分，分別為C1、C2、C3和C4。其中，C1為類酪氨酸熒光組分，其激發(fā)波長（Ex）/發(fā)射波長（Em）為275/305nm左右，該熒光組分通常被認為與海洋微生物的代謝活動密切相關(guān)。海洋中的細菌、浮游植物等微生物在生長代謝過程中，會產(chǎn)生一些含有酪氨酸結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，這些物質(zhì)進入DOM中，形成類酪氨酸熒光組分。在南海北部海盆區(qū)，近岸區(qū)域的C1熒光強度相對較高，這可能是由于近岸區(qū)域營養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物數(shù)量較多，代謝活動旺盛，從而產(chǎn)生了更多的類酪氨酸熒光組分。隨著離岸距離的增加，營養(yǎng)物質(zhì)逐漸減少，微生物數(shù)量和代謝活動也相應(yīng)降低，C1熒光強度逐漸減弱。C2為類色氨酸熒光組分，Ex/Em為280/340nm左右，同樣與海洋生物活動緊密相關(guān)。色氨酸是蛋白質(zhì)的重要組成氨基酸之一，海洋生物在代謝過程中會釋放出含有色氨酸的蛋白質(zhì)類DOM。在垂直方向上，C2熒光強度在表層海水較高，隨著水深增加而逐漸降低。這是因為表層海水光照充足，浮游植物等海洋生物的光合作用和代謝活動強烈，產(chǎn)生的類色氨酸熒光組分較多；而在深層海水，光照減弱，生物活動相對較弱，C2熒光強度較低。在不同季節(jié)，夏季的C2熒光強度略高于冬季，這與夏季海洋生物生長繁殖旺盛，生物活動產(chǎn)生的DOM較多有關(guān)。C3屬于海洋類腐殖質(zhì)熒光組分，Ex/Em為320/420nm左右，其來源主要是海洋中浮游植物的分泌物、殘骸以及微生物對這些物質(zhì)的再加工產(chǎn)物。在南海北部海盆區(qū)，C3熒光強度在遠海區(qū)域相對較高，這表明遠海區(qū)域海洋類腐殖質(zhì)的含量相對較多。遠海區(qū)域受陸源輸入影響較小，DOM主要來源于海洋自身的生物地球化學過程，浮游植物等海洋生物在生長、死亡和分解過程中，產(chǎn)生了大量的海洋類腐殖質(zhì)。而在近岸區(qū)域，陸源DOM的輸入會對海洋類腐殖質(zhì)的分布產(chǎn)生一定的干擾，使得C3熒光強度相對較低。C4是陸源類腐殖質(zhì)熒光組分，Ex/Em為360/450nm左右，其主要來源于陸地土壤、植被等的分解產(chǎn)物，通過河流徑流等方式輸入到海洋中。在南海北部海盆區(qū)，近岸區(qū)域的C4熒光強度明顯高于遠海區(qū)域，這與近岸區(qū)域受到陸源輸入的影響較大一致。珠江等河流攜帶大量陸源類腐殖質(zhì)進入南海北部近岸海域，使得近岸區(qū)域C4熒光強度升高。在不同季節(jié)，夏季由于河流徑流量增大，陸源類腐殖質(zhì)的輸入量增加，C4熒光強度顯著高于冬季。通過對各熒光組分相對含量的分析發(fā)現(xiàn)，南海北部海盆區(qū)DOM中類蛋白熒光組分（C1和C2）和類腐殖質(zhì)熒光組分（C3和C4）的相對含量存在明顯的空間和季節(jié)變化。在近岸區(qū)域，陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）的相對含量較高，表明陸源輸入對近岸DOM的組成影響較大；而在遠海區(qū)域，海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）的相對含量較高，體現(xiàn)了海洋自身生物地球化學過程對遠海DOM組成的主導(dǎo)作用。在季節(jié)變化上，夏季類蛋白熒光組分的相對含量略高于冬季，這與夏季海洋生物活動旺盛，產(chǎn)生更多的類蛋白類DOM有關(guān)；而陸源類腐殖質(zhì)熒光組分在夏季的相對含量也較高，主要是由于夏季河流徑流量大，陸源輸入增加所致。3.3不同季節(jié)和深度的光譜變化南海北部海盆區(qū)溶解有機物（DOM）的光譜特性在不同季節(jié)和深度呈現(xiàn)出顯著的變化，這些變化反映了海洋環(huán)境因素對DOM的綜合影響。從季節(jié)變化來看，春季和秋季南海北部海盆區(qū)DOM的紫外-可見光譜和三維熒光光譜特征存在明顯差異。在紫外-可見光譜方面，春季DOM的吸光系數(shù)在254nm處相對較低，而秋季則相對較高。這可能與春季和秋季海洋生物活動以及陸源輸入的差異有關(guān)。春季，海洋生物剛剛開始復(fù)蘇，生物活動相對較弱，產(chǎn)生的DOM數(shù)量較少，且陸源輸入也相對較少，導(dǎo)致吸光系數(shù)較低；而秋季，海洋生物生長繁殖達到高峰期，生物活動旺盛，產(chǎn)生了大量的DOM，同時陸源輸入也可能因降水等因素有所增加，使得吸光系數(shù)升高。在三維熒光光譜特征上，春季類蛋白熒光組分（C1和C2）的熒光強度相對較低，而秋季則明顯升高。這進一步表明秋季海洋生物活動的增強，使得微生物代謝產(chǎn)生的類酪氨酸和類色氨酸等類蛋白物質(zhì)增多，從而導(dǎo)致類蛋白熒光組分的熒光強度升高。陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）在秋季的熒光強度也相對較高，這與秋季河流徑流量可能增加，陸源DOM輸入增多有關(guān)。在不同深度上，DOM的光譜特性也呈現(xiàn)出明顯的垂直變化規(guī)律。隨著深度的增加，紫外-可見光譜中DOM的吸光系數(shù)逐漸降低。這是因為表層海水受到光照和生物活動的影響較大，DOM的光化學降解和生物產(chǎn)生過程較為活躍，產(chǎn)生了較多的發(fā)色團，使得吸光系數(shù)較高；而隨著深度的增加，光照強度迅速減弱，生物活動也逐漸減少，DOM的光化學降解和生物產(chǎn)生過程受到抑制，發(fā)色團的產(chǎn)生量減少，吸光系數(shù)相應(yīng)降低。在三維熒光光譜中，類蛋白熒光組分（C1和C2）的熒光強度在表層海水最高，隨著深度的增加迅速降低。這是由于表層海水中浮游植物等海洋生物數(shù)量眾多，光合作用和代謝活動強烈，產(chǎn)生了大量的類蛋白類DOM；而在深層海水中，光照不足，生物活動微弱，類蛋白類DOM的產(chǎn)生量極少，熒光強度很低。海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）的熒光強度在中層海水相對較高，這可能是因為中層海水處于海洋生物活動的過渡區(qū)域，浮游植物的分泌物和殘骸在中層海水積累，經(jīng)過微生物的再加工，形成了較多的海洋類腐殖質(zhì)。陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）的熒光強度在近岸區(qū)域的表層海水較高，隨著深度的增加和離岸距離的增大逐漸降低。這是因為近岸區(qū)域受到陸源輸入的影響，表層海水接收了大量的陸源類腐殖質(zhì)，而隨著深度增加和離岸距離增大，陸源影響逐漸減弱，C4熒光強度降低。四、西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物光譜特性4.1紫外-可見光譜特征西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）在紫外-可見光譜上呈現(xiàn)出獨特的吸收特性，這些特性蘊含著DOM的組成、來源及在海洋環(huán)境中的循環(huán)信息。通過對該區(qū)域海水樣品的紫外-可見光譜分析，可獲取DOM在不同波長下的吸光系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)，從而深入了解其吸收特征。在200-300nm的紫外波段，西太平洋黑潮區(qū)DOM展現(xiàn)出較強的吸收能力。這主要是由于DOM中存在大量含不飽和鍵和芳香族結(jié)構(gòu)的化合物。不飽和鍵，如碳-碳雙鍵（C=C）、碳-氧雙鍵（C=O）等，以及芳香族化合物中的共軛π鍵體系，能夠吸收特定波長的紫外光，從而使DOM在該波段產(chǎn)生明顯的吸收峰。與其他海域相比，黑潮區(qū)DOM在該波段的吸收強度和吸收峰位置存在一定差異。研究表明，黑潮區(qū)DOM在254nm處的吸收峰相對較弱，這可能與黑潮區(qū)DOM的獨特來源和組成有關(guān)。黑潮區(qū)DOM可能受到其高溫、高鹽的水體環(huán)境以及獨特的生物群落影響，使得DOM中芳香族化合物的結(jié)構(gòu)和含量與其他海域不同。高溫、高鹽的環(huán)境可能影響海洋生物的代謝過程，從而改變DOM的產(chǎn)生和組成。黑潮區(qū)獨特的生物群落，如一些特殊的浮游植物和微生物，其代謝產(chǎn)物可能導(dǎo)致DOM中芳香族化合物的結(jié)構(gòu)和含量發(fā)生變化，進而影響其在254nm處的吸收峰強度。在300-800nm的可見光波段，黑潮區(qū)DOM的吸收相對較弱，但并非均勻一致，仍存在一些細微的吸收變化。這些變化可能與DOM中含有的其他發(fā)色團有關(guān)，如含有金屬離子的有機絡(luò)合物、多環(huán)芳烴等。這些發(fā)色團的存在，使得DOM在可見光波段對不同波長的光產(chǎn)生選擇性吸收，從而導(dǎo)致吸收光譜的變化。DOM中含有的一些金屬離子，如鐵、銅等，它們與有機物質(zhì)形成的絡(luò)合物具有獨特的光學性質(zhì)，能夠吸收可見光，使DOM在可見光波段出現(xiàn)吸收峰。此外，多環(huán)芳烴等有機化合物也具有一定的發(fā)色能力，它們在DOM中的存在也會對可見光波段的吸收產(chǎn)生影響。通過對不同季節(jié)和不同水層樣品的分析發(fā)現(xiàn)，黑潮區(qū)DOM的紫外-可見光譜特征存在一定的變化規(guī)律。在季節(jié)變化方面，夏季DOM在紫外波段的吸收強度略高于冬季。這可能是因為夏季黑潮區(qū)的生物活動更為旺盛，海洋浮游植物的光合作用和代謝活動增強，產(chǎn)生了更多的DOM，且這些DOM中可能含有更多的發(fā)色團，從而導(dǎo)致吸收強度增加。夏季較高的水溫也可能促進DOM的光化學反應(yīng)，產(chǎn)生更多具有吸收能力的物質(zhì)，進一步增強了吸收強度。在垂直方向上，表層海水DOM的吸光系數(shù)相對較高，隨著水深的增加，吸光系數(shù)逐漸降低。這與表層海水受到光照和生物活動的影響較大有關(guān)。表層海水光照充足，生物活動頻繁，一方面，光照可以促進DOM的光化學降解，產(chǎn)生更多的發(fā)色團，增加吸光系數(shù)；另一方面，表層海水中浮游植物等生物的代謝活動也會產(chǎn)生一些具有較高吸光系數(shù)的DOM。而隨著水深的增加，光照強度迅速減弱，生物活動逐漸減少，DOM的光化學降解和生物產(chǎn)生過程受到抑制，吸光系數(shù)相應(yīng)降低。此外，通過計算一些紫外-可見光譜特征參數(shù)，如E2/E3（254nm與365nm處吸光系數(shù)的比值），可以進一步了解黑潮區(qū)DOM的組成和結(jié)構(gòu)特征。E2/E3值通常用于表征DOM的芳香性程度，該值越高，表明DOM中芳香族化合物的含量相對較高，分子結(jié)構(gòu)相對簡單。在西太平洋黑潮區(qū)，E2/E3值相對較低，這表明黑潮區(qū)DOM中芳香族化合物的含量相對較少，分子結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。這可能與黑潮區(qū)DOM的來源和轉(zhuǎn)化過程有關(guān)，黑潮區(qū)DOM可能受到海洋生物活動、水體混合等多種因素的影響，使得DOM中芳香族化合物的含量和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。黑潮的水體混合作用可能將不同來源的DOM混合在一起，改變了DOM的組成和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致芳香族化合物的含量相對減少，分子結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。4.2三維熒光光譜特征利用三維熒光光譜結(jié)合平行因子分析（PARAFAC）技術(shù)，對西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）進行分析，結(jié)果表明，黑潮區(qū)DOM主要包含4種熒光組分，分別為C1、C2、C3和C4。C1為類酪氨酸熒光組分，其激發(fā)波長（Ex）/發(fā)射波長（Em）在275/305nm左右，與海洋微生物的代謝活動緊密相關(guān)。在黑潮區(qū)，C1熒光強度呈現(xiàn)出一定的空間變化規(guī)律，在黑潮主干流區(qū)域相對較低，而在黑潮與南海北部水團交匯的邊緣區(qū)域相對較高。這可能是因為在黑潮主干流區(qū)域，高溫、高鹽的水體環(huán)境相對較為穩(wěn)定，微生物的生長和代謝活動受到一定限制，導(dǎo)致類酪氨酸熒光組分的產(chǎn)生量較少；而在交匯邊緣區(qū)域，水團的混合使得營養(yǎng)物質(zhì)的分布更加復(fù)雜，微生物的生長環(huán)境更為適宜，代謝活動增強，從而產(chǎn)生了更多的類酪氨酸熒光組分。C2屬于類色氨酸熒光組分，Ex/Em約為280/340nm，同樣與海洋生物活動密切相關(guān)。在垂直方向上，C2熒光強度在表層海水最高，隨著水深的增加逐漸降低。這主要是由于表層海水光照充足，浮游植物等海洋生物的光合作用和代謝活動強烈，能夠產(chǎn)生大量含有色氨酸的蛋白質(zhì)類DOM；而隨著水深的增加，光照強度迅速減弱，生物活動逐漸減少，C2熒光強度相應(yīng)降低。在不同季節(jié)，夏季的C2熒光強度略高于冬季，這與夏季海洋生物生長繁殖旺盛，生物活動產(chǎn)生的DOM較多一致。C3是海洋類腐殖質(zhì)熒光組分，Ex/Em為320/420nm左右，其來源主要是海洋中浮游植物的分泌物、殘骸以及微生物對這些物質(zhì)的再加工產(chǎn)物。在黑潮區(qū)，C3熒光強度在空間分布上較為均勻，這表明黑潮區(qū)海洋類腐殖質(zhì)的來源相對穩(wěn)定，主要由海洋自身的生物地球化學過程產(chǎn)生。與南海北部海盆區(qū)相比，黑潮區(qū)C3熒光強度相對較高，這可能是因為黑潮區(qū)的高溫、高鹽環(huán)境更有利于海洋類腐殖質(zhì)的形成和積累。黑潮區(qū)的生物生產(chǎn)力較高，浮游植物的數(shù)量和活性較大，它們產(chǎn)生的分泌物和殘骸較多，經(jīng)過微生物的作用，更容易形成海洋類腐殖質(zhì)。C4為陸源類腐殖質(zhì)熒光組分，Ex/Em在360/450nm左右，主要來源于陸地土壤、植被等的分解產(chǎn)物，通過河流徑流等方式輸入到海洋中。在黑潮區(qū)，C4熒光強度相對較低，這是因為黑潮區(qū)遠離陸地，陸源輸入的影響較小。但在某些特殊情況下，如強臺風或暴雨過后，可能會導(dǎo)致陸源物質(zhì)的遠距離輸送增加，使得黑潮區(qū)C4熒光強度出現(xiàn)短暫升高。在一些受到臺風影響的年份，黑潮區(qū)部分區(qū)域的C4熒光強度會有所上升，這表明陸源物質(zhì)在特殊氣象條件下能夠?qū)诔眳^(qū)DOM的組成產(chǎn)生一定影響。對比南海北部海盆區(qū)，西太平洋黑潮區(qū)DOM的三維熒光光譜特征存在明顯差異。在熒光組分相對含量方面，黑潮區(qū)海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）的相對含量較高，而南海北部海盆區(qū)近岸區(qū)域陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）的相對含量較高。這反映了兩個區(qū)域DOM來源的不同，黑潮區(qū)主要受海洋自身生物地球化學過程的影響，而南海北部海盆區(qū)近岸區(qū)域受陸源輸入的影響較大。在熒光強度上，黑潮區(qū)部分熒光組分的熒光強度在某些區(qū)域和季節(jié)也與南海北部海盆區(qū)存在差異，如C3熒光強度在黑潮區(qū)整體較高，而C4熒光強度在南海北部海盆區(qū)近岸區(qū)域明顯高于黑潮區(qū)。這些差異與兩個區(qū)域的海洋環(huán)境特征、生物活動以及陸源輸入等因素密切相關(guān)。4.3與黑潮水體特性的關(guān)系西太平洋黑潮區(qū)的溶解有機物（DOM）光譜特性與黑潮獨特的水體特性密切相關(guān)，這種關(guān)聯(lián)深刻反映了海洋環(huán)境對DOM的塑造作用。黑潮具有高溫、高鹽的顯著水體特性，這對DOM的光譜特性產(chǎn)生了多方面的影響。在溫度方面，黑潮區(qū)的高溫環(huán)境促進了海洋生物的新陳代謝活動。較高的水溫使得浮游植物、微生物等海洋生物的酶活性增強，代謝速率加快，從而產(chǎn)生更多的DOM。這些由高溫環(huán)境下生物活動產(chǎn)生的DOM，其化學組成和結(jié)構(gòu)與在低溫環(huán)境下產(chǎn)生的DOM有所不同，進而影響了DOM的光譜特性。高溫環(huán)境下，浮游植物可能會分泌更多的多糖類、蛋白質(zhì)類物質(zhì)，這些物質(zhì)進入DOM中，會增加類蛋白熒光組分的含量，使得三維熒光光譜中類蛋白熒光組分的熒光強度升高。研究表明，在黑潮區(qū)溫度較高的區(qū)域，類酪氨酸熒光組分（C1）和類色氨酸熒光組分（C2）的熒光強度明顯高于溫度較低的區(qū)域，這表明高溫促進了與類蛋白熒光組分相關(guān)的生物活動，導(dǎo)致其含量增加。鹽度對DOM光譜特性的影響也十分顯著。黑潮的高鹽度環(huán)境影響了DOM分子間的相互作用以及DOM與其他物質(zhì)的絡(luò)合行為。高鹽度使得海水中的離子強度增加，DOM分子周圍的離子氛圍發(fā)生改變，從而影響DOM分子的構(gòu)象和穩(wěn)定性。這種變化會導(dǎo)致DOM的發(fā)色團和熒光團的微環(huán)境發(fā)生改變，進而影響其對光的吸收和熒光發(fā)射特性。在高鹽度條件下，DOM中的某些發(fā)色團可能會發(fā)生聚集或解離，改變其在紫外-可見光譜中的吸收峰位置和強度；對于熒光團，高鹽度可能會影響其熒光量子產(chǎn)率，導(dǎo)致熒光強度發(fā)生變化。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著黑潮區(qū)鹽度的升高，DOM在紫外-可見光譜中254nm處的吸收峰強度逐漸降低，這可能是由于高鹽度導(dǎo)致DOM中芳香族化合物的聚集狀態(tài)發(fā)生改變，使得其對光的吸收能力下降。黑潮的流速和流量也是影響DOM光譜特性的重要因素。黑潮流速強勁、流量巨大，這使得黑潮區(qū)的水體具有較強的混合能力。水體的混合過程會將不同來源、不同性質(zhì)的DOM混合在一起，從而改變DOM的組成和光譜特性。在黑潮主干流與邊緣區(qū)域的水體混合過程中，來自主干流的高溫、高鹽且具有獨特DOM組成的水體與邊緣區(qū)域相對低溫、低鹽的水體混合，會導(dǎo)致DOM的組成發(fā)生變化。主干流中海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）含量較高，與邊緣區(qū)域混合后，C3熒光組分的相對含量可能會發(fā)生改變，同時其他熒光組分的含量和分布也會受到影響，進而改變DOM的三維熒光光譜特征。此外，黑潮的水體混合還會影響DOM的空間分布，使得DOM在不同區(qū)域的光譜特性呈現(xiàn)出一定的梯度變化。在黑潮與南海北部水團交匯的區(qū)域，由于水體混合，DOM的光譜特性呈現(xiàn)出過渡性特征，既包含黑潮區(qū)DOM的特點，又具有南海北部水團DOM的特征。五、溶解有機物光譜特性的調(diào)控因素5.1陸源輸入的影響陸源輸入是影響南海北部海盆區(qū)溶解有機物（DOM）光譜特性的關(guān)鍵因素之一，其主要通過河流輸入等方式將大量陸源DOM帶入海洋，對DOM的組成、結(jié)構(gòu)和光譜特征產(chǎn)生顯著影響。南海北部海盆區(qū)周邊有多條河流注入，其中珠江是最大的河流，其年徑流量巨大，攜帶了大量的陸源物質(zhì)，包括豐富的DOM。珠江流域面積廣闊，涵蓋了多種地形和土地利用類型，其輸入的DOM來源復(fù)雜，主要包括陸地土壤的侵蝕、植被的分解以及人類活動產(chǎn)生的有機污染物等。這些陸源DOM具有獨特的化學組成和結(jié)構(gòu)特征，與海洋自身產(chǎn)生的DOM存在明顯差異，從而對南海北部海盆區(qū)DOM的光譜特性產(chǎn)生重要影響。從紫外-可見光譜特征來看，陸源輸入的DOM通常含有較多的芳香族化合物和不飽和鍵，這些物質(zhì)在紫外波段具有較強的吸收能力，使得南海北部海盆區(qū)近岸區(qū)域DOM在200-300nm的紫外波段吸收增強。珠江口附近海域，由于受到珠江陸源輸入的強烈影響，DOM在254nm處的吸收峰強度明顯高于遠海區(qū)域。這是因為陸源DOM中的木質(zhì)素等芳香族化合物在254nm處有特征吸收峰，其大量輸入導(dǎo)致該區(qū)域DOM在該波長處的吸收增強。研究表明，珠江口附近海域DOM在254nm處的吸光系數(shù)比遠海區(qū)域高出[X]%左右，這充分說明了陸源輸入對DOM紫外-可見光譜特征的顯著影響。陸源輸入還影響著DOM的三維熒光光譜特征。在三維熒光光譜中，陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）是陸源輸入的重要指示組分。在南海北部海盆區(qū)近岸區(qū)域，由于受到陸源輸入的影響，C4熒光強度明顯高于遠海區(qū)域。這是因為陸源類腐殖質(zhì)主要來源于陸地土壤、植被等的分解產(chǎn)物，通過河流徑流等方式輸入到海洋中。在珠江口附近，C4熒光強度可達到遠海區(qū)域的[X]倍以上。不同季節(jié)陸源輸入的變化也會導(dǎo)致C4熒光強度的變化。夏季，由于降水增多，珠江徑流量增大，陸源類腐殖質(zhì)的輸入量增加，使得C4熒光強度顯著升高；而冬季，珠江徑流量減小，陸源類腐殖質(zhì)輸入減少，C4熒光強度相對降低。陸源輸入還會對DOM的其他熒光組分產(chǎn)生影響。陸源輸入可能會改變海洋中微生物的群落結(jié)構(gòu)和代謝活動，從而間接影響類蛋白熒光組分（C1和C2）和海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）的產(chǎn)生和分布。在陸源輸入較多的近岸區(qū)域，由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物數(shù)量和活性增加，可能會導(dǎo)致類蛋白熒光組分的產(chǎn)生量增加，熒光強度升高。然而，陸源輸入也可能對海洋類腐殖質(zhì)熒光組分產(chǎn)生抑制作用，因為陸源DOM的大量輸入可能會干擾海洋中浮游植物的生長和代謝，減少海洋類腐殖質(zhì)的產(chǎn)生。有研究發(fā)現(xiàn)，在珠江口附近，當陸源輸入增加時，類蛋白熒光組分的熒光強度會增加[X]%左右，而海洋類腐殖質(zhì)熒光組分的熒光強度則會降低[X]%左右。陸源輸入對南海北部海盆區(qū)DOM光譜特性的影響還體現(xiàn)在空間分布上。隨著離岸距離的增加，陸源輸入的影響逐漸減弱，DOM的光譜特性逐漸趨近于海洋自身的特征。在近岸區(qū)域，DOM的光譜特性主要受陸源輸入的控制，表現(xiàn)出較高的吸光系數(shù)和陸源類腐殖質(zhì)熒光強度；而在遠海區(qū)域，DOM的光譜特性主要受海洋生物活動和海洋中有機物質(zhì)循環(huán)的影響，吸光系數(shù)相對較低，陸源類腐殖質(zhì)熒光強度也較弱。通過對不同離岸距離海域DOM光譜特性的分析發(fā)現(xiàn)，離岸距離每增加[X]km，DOM在254nm處的吸光系數(shù)降低[X]%，陸源類腐殖質(zhì)熒光強度降低[X]%。5.2生物活動的影響生物活動是影響南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）光譜特性的重要因素，其中浮游植物生長和微生物代謝在DOM的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和光譜特征變化中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。浮游植物作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，并合成有機物質(zhì)，這些有機物質(zhì)部分以DOM的形式釋放到海水中，從而對DOM的含量和組成產(chǎn)生重要影響。在南海北部海盆區(qū)，浮游植物的生長呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)和空間變化，這與該區(qū)域的光照、溫度、營養(yǎng)鹽等環(huán)境因素密切相關(guān)。春季和夏季，隨著光照增強和水溫升高，浮游植物生長迅速，生物量增加，其釋放的DOM也相應(yīng)增多。研究表明，在浮游植物大量繁殖的區(qū)域，DOM中類蛋白熒光組分（如類酪氨酸和類色氨酸）的熒光強度顯著升高，這是因為浮游植物在生長代謝過程中會產(chǎn)生大量含有酪氨酸和色氨酸的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，這些物質(zhì)進入DOM中，使得類蛋白熒光組分的含量增加。在南海北部的一些河口和近岸區(qū)域，由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富，浮游植物生長旺盛，類蛋白熒光組分的熒光強度明顯高于遠海區(qū)域。不同種類的浮游植物對DOM的貢獻也存在差異。硅藻等浮游植物在生長過程中，會分泌一些富含多糖和蛋白質(zhì)的胞外聚合物，這些聚合物中含有較多的類蛋白物質(zhì)，對DOM中類蛋白熒光組分的貢獻較大；而甲藻等浮游植物可能會產(chǎn)生更多的類腐殖質(zhì)類DOM，對海洋類腐殖質(zhì)熒光組分的形成有重要作用。微生物代謝活動在DOM的轉(zhuǎn)化和循環(huán)中起著核心作用。海洋中的微生物，包括細菌、古菌等，能夠利用DOM作為碳源和能源進行生長和代謝。在南海北部海盆區(qū)和西太平洋黑潮區(qū)，微生物對DOM的利用和轉(zhuǎn)化過程會改變DOM的化學組成和結(jié)構(gòu)，進而影響其光譜特性。微生物通過酶的作用，將大分子的DOM分解為小分子物質(zhì)，這些小分子物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)與原始DOM不同，導(dǎo)致DOM的光譜特征發(fā)生變化。在微生物代謝過程中，一些具有較高熒光強度的類蛋白熒光組分可能會被微生物進一步分解利用，使得其熒光強度降低；而一些難降解的DOM在微生物的作用下，可能會發(fā)生結(jié)構(gòu)重組，形成新的熒光物質(zhì)，導(dǎo)致DOM的熒光光譜出現(xiàn)新的特征峰。微生物還可以通過合成代謝，將一些小分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為DOM，這些新合成的DOM具有獨特的化學組成和光譜特征。研究發(fā)現(xiàn)，在微生物活動旺盛的區(qū)域，DOM的腐殖化程度可能會增加，這是因為微生物在代謝過程中會產(chǎn)生一些具有腐殖質(zhì)特征的物質(zhì)，這些物質(zhì)的積累使得DOM的腐殖化程度提高，在三維熒光光譜中表現(xiàn)為海洋類腐殖質(zhì)熒光組分的熒光強度增加。生物活動還會通過食物鏈的傳遞間接影響DOM的光譜特性。浮游植物被浮游動物攝食后，其中一部分DOM會被浮游動物吸收利用，另一部分則會以糞便顆粒等形式重新釋放到海水中。這些經(jīng)過浮游動物消化和代謝后的DOM，其化學組成和光譜特征與原始DOM相比可能會發(fā)生改變。浮游動物的糞便顆粒中可能含有更多的難降解DOM，這些DOM在海洋環(huán)境中具有更長的停留時間，對海洋碳循環(huán)產(chǎn)生重要影響。在食物鏈的更高營養(yǎng)級，魚類等生物的代謝活動也會對DOM的循環(huán)和光譜特性產(chǎn)生影響。魚類在攝食和排泄過程中，會將體內(nèi)的有機物質(zhì)釋放到海水中，這些有機物質(zhì)可能會參與DOM的循環(huán)，改變DOM的組成和光譜特征。5.3水團運動與混合的影響水團運動與混合在南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）的分布和光譜特性塑造中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中黑潮入侵以及水體垂直混合是兩個重要的影響過程。黑潮作為北太平洋西邊界的強流，具有高溫、高鹽的顯著特征，其入侵對南海北部海盆區(qū)的DOM產(chǎn)生了多方面的影響。在水平方向上，黑潮入侵帶來了具有獨特化學組成的DOM。黑潮區(qū)的DOM與南海北部海盆區(qū)本地的DOM來源和性質(zhì)存在差異，黑潮攜帶的DOM主要源于其流經(jīng)區(qū)域的海洋生物活動以及與周邊水體的交換。當黑潮入侵南海北部時，會將這些獨特的DOM輸送到南海北部海域，從而改變該區(qū)域DOM的組成。在黑潮入侵的路徑上，DOM的熒光組分發(fā)生了明顯變化，海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）的相對含量增加，這表明黑潮帶來的DOM中海洋類腐殖質(zhì)的比例較高。研究發(fā)現(xiàn)，在黑潮入侵顯著的區(qū)域，C3熒光強度比未受黑潮入侵影響的區(qū)域高出[X]%左右。黑潮入侵還會影響南海北部的環(huán)流和水團結(jié)構(gòu)，進而改變DOM的輸運和分布。黑潮入侵會導(dǎo)致南海北部的海流增強，使得DOM在水平方向上的輸運速度加快。黑潮入侵引發(fā)的環(huán)流變化會導(dǎo)致DOM在不同區(qū)域之間的混合更加充分，使得DOM的分布更加均勻。通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，當黑潮入侵強度增強時，南海北部海盆區(qū)DOM的水平擴散范圍擴大了[X]%，這表明黑潮入侵對DOM的水平輸運和分布有著重要影響。水體垂直混合也是影響DOM分布和光譜特性的重要因素。在南海北部海盆區(qū)和西太平洋黑潮區(qū)，由于風應(yīng)力、潮汐等因素的作用，水體存在著垂直混合現(xiàn)象。水體垂直混合會導(dǎo)致不同深度的DOM發(fā)生交換和混合，從而影響DOM的垂直分布和光譜特性。在垂直方向上，表層海水中的DOM由于受到光照和生物活動的影響，具有較高的生物活性和較低的腐殖化程度；而深層海水中的DOM則相對較為穩(wěn)定，腐殖化程度較高。當水體發(fā)生垂直混合時，表層海水中的DOM會被帶到深層，深層海水中的DOM也會被帶到表層，從而改變DOM的垂直分布特征。研究表明，在水體垂直混合強烈的區(qū)域，表層海水中DOM的腐殖化程度增加，這是因為深層海水中腐殖化程度較高的DOM被混合到表層。在某些上升流區(qū)域，深層海水的上涌會將富含營養(yǎng)物質(zhì)和腐殖化程度較高的DOM帶到表層，使得表層海水DOM的組成和光譜特性發(fā)生改變。在上升流區(qū)域，表層海水中DOM在紫外-可見光譜中254nm處的吸光系數(shù)明顯增加，這表明DOM中芳香族化合物的含量增加，可能與深層海水DOM的上涌有關(guān)。水體垂直混合還會影響DOM的熒光特性。垂直混合會導(dǎo)致不同熒光組分的DOM在不同深度之間的分布發(fā)生變化。在垂直混合過程中，類蛋白熒光組分（C1和C2）由于其與生物活動密切相關(guān)，主要存在于表層海水，當垂直混合發(fā)生時，它們可能會被帶到深層，但其含量會隨著深度的增加而迅速降低。而海洋類腐殖質(zhì)熒光組分（C3）和陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）由于其相對穩(wěn)定的性質(zhì)，在垂直混合過程中，其分布變化相對較為緩慢。通過對不同深度海水樣品的三維熒光光譜分析發(fā)現(xiàn)，在垂直混合強烈的區(qū)域，類蛋白熒光組分在深層海水中的熒光強度相對增加，這表明垂直混合使得類蛋白熒光組分在垂直方向上的分布更加均勻。5.4其他環(huán)境因素的影響除了陸源輸入、生物活動和水團運動與混合等因素外，溫度、鹽度、光照等環(huán)境因素對南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）的光譜特性也有著不可忽視的綜合影響。溫度對DOM光譜特性的影響是多方面的。在南海北部海盆區(qū)和西太平洋黑潮區(qū)，溫度的變化會影響海洋生物的生理活動，進而影響DOM的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化。在較高溫度下，海洋生物的代謝速率加快，浮游植物的光合作用和呼吸作用增強，會產(chǎn)生更多的DOM。研究表明，當海水溫度升高[X]℃時，浮游植物釋放的DOM量可增加[X]%。這些由高溫環(huán)境下生物活動產(chǎn)生的DOM，其化學組成和結(jié)構(gòu)可能與低溫條件下產(chǎn)生的DOM不同，從而導(dǎo)致DOM光譜特性的改變。在高溫環(huán)境下，浮游植物可能會合成更多的多糖類、蛋白質(zhì)類物質(zhì)，這些物質(zhì)進入DOM中，會增加類蛋白熒光組分的含量，使得三維熒光光譜中類蛋白熒光組分的熒光強度升高。溫度還會影響DOM的光化學反應(yīng)速率。在較高溫度下，DOM的光降解反應(yīng)速率加快，發(fā)色團和熒光團的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致DOM在紫外-可見光譜和三維熒光光譜中的特征發(fā)生改變。有研究發(fā)現(xiàn)，溫度每升高[X]℃，DOM在紫外-可見光譜中254nm處的吸光系數(shù)可增加[X]%，這表明溫度升高促進了DOM的光降解，產(chǎn)生了更多的發(fā)色團。鹽度也是影響DOM光譜特性的重要環(huán)境因素。在南海北部海盆區(qū)，鹽度的變化與陸源輸入、水團混合等密切相關(guān)。近岸區(qū)域由于受到河流淡水輸入的影響，鹽度相對較低；而遠海區(qū)域鹽度相對較高。鹽度的差異會導(dǎo)致DOM分子的電荷分布和構(gòu)象發(fā)生改變，進而影響DOM對光的吸收和熒光發(fā)射特性。在低鹽度條件下，DOM分子可能會發(fā)生膨脹，發(fā)色團和熒光團的暴露程度增加，使得DOM在紫外-可見光譜中的吸收增強，在三維熒光光譜中的熒光強度也可能增加。有研究表明，當鹽度降低[X]‰時，DOM在254nm處的吸光系數(shù)可增加[X]%，類蛋白熒光組分的熒光強度可增加[X]%。在西太平洋黑潮區(qū)，高鹽度的水體環(huán)境對DOM光譜特性的影響更為顯著。高鹽度使得海水中的離子強度增加，DOM分子周圍的離子氛圍發(fā)生改變，可能導(dǎo)致DOM分子發(fā)生聚集或解離，改變其在紫外-可見光譜中的吸收峰位置和強度，以及在三維熒光光譜中的熒光特性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著黑潮區(qū)鹽度的升高，DOM在紫外-可見光譜中254nm處的吸收峰強度逐漸降低，這可能是由于高鹽度導(dǎo)致DOM中芳香族化合物的聚集狀態(tài)發(fā)生改變，使得其對光的吸收能力下降。光照是影響DOM光譜特性的另一個關(guān)鍵環(huán)境因素。在海洋表層，光照充足，DOM會受到光化學反應(yīng)的強烈影響。光照可以促進DOM的光降解，將大分子的DOM分解為小分子物質(zhì)，改變DOM的化學組成和結(jié)構(gòu)，進而影響其光譜特性。在光照條件下，DOM中的發(fā)色團和熒光團會發(fā)生光化學反應(yīng)，導(dǎo)致其吸收光譜和熒光光譜發(fā)生變化。研究表明，經(jīng)過一定時間的光照后，DOM在紫外-可見光譜中的吸收峰強度會發(fā)生變化，部分吸收峰的位置也會發(fā)生移動。在三維熒光光譜中，光照可能會導(dǎo)致某些熒光組分的熒光強度降低，甚至消失，同時也可能產(chǎn)生新的熒光組分。光照還會影響海洋生物的光合作用和代謝活動，間接影響DOM的產(chǎn)生和光譜特性。在光照充足的條件下，浮游植物的光合作用增強，會產(chǎn)生更多的DOM；而微生物的代謝活動也會受到光照的影響，從而改變DOM的轉(zhuǎn)化過程。溫度、鹽度、光照等環(huán)境因素并非孤立地影響DOM的光譜特性，它們之間存在著復(fù)雜的相互作用。溫度和光照的變化會影響海洋生物的活動，進而影響DOM的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化；而鹽度的變化又會影響DOM分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及DOM與其他物質(zhì)的相互作用。在研究DOM光譜特性的調(diào)控因素時，需要綜合考慮這些環(huán)境因素的綜合影響，以更全面地理解DOM在海洋中的生物地球化學過程。六、結(jié)論與展望6.1研究主要成果本研究通過對南海北部海盆區(qū)及鄰近西太平洋黑潮區(qū)溶解有機物（DOM）的系統(tǒng)研究，揭示了其光譜特性及調(diào)控因素，取得了一系列重要成果。在光譜特性方面，南海北部海盆區(qū)DOM在紫外-可見光譜中，200-300nm波段吸收強烈，254nm處有明顯吸收峰，主要與芳香族化合物有關(guān)；吸光系數(shù)在近岸高、遠海低，表層略高于中層和底層，夏季高于冬季。三維熒光光譜識別出4個熒光組分，類酪氨酸（C1）和類色氨酸（C2）熒光組分與海洋微生物代謝相關(guān)，近岸和表層含量高；海洋類腐殖質(zhì)（C3）熒光組分主要源于海洋生物活動，遠海含量高；陸源類腐殖質(zhì)（C4）熒光組分來自陸地輸入，近岸和夏季含量高。不同季節(jié)和深度上，DOM光譜特性呈現(xiàn)明顯變化，春季和秋季、不同深度的吸光系數(shù)和熒光強度均存在差異。西太平洋黑潮區(qū)DOM在紫外-可見光譜中，200-300nm波段吸收強，254nm處吸收峰相對較弱；吸光系數(shù)夏季略高于冬季，表層高于深層。三維熒光光譜同樣識別出4個熒光組分，C1在黑潮主干流區(qū)域相對較低，在交匯邊緣區(qū)域相對較高；C2在表層最高，夏季高于冬季；C3分布均勻且相對含量高；C4相對含量低，特殊氣象條件下可能升高。與南海北部海盆區(qū)相比，黑潮區(qū)DOM的熒光組分相對含量和熒光強度存在差異。在調(diào)控因素方面，陸源輸入對南海北部海盆區(qū)DOM光譜特性影響顯著。珠江等河流輸入大量陸源DOM，使近岸區(qū)域DOM在200-300nm紫外波段吸收增強，陸源類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）熒光強度升高，且隨離岸距離增