贵州山区湖泊水体中溶解有机质的时空分布及其生物地球化学循环－

黎文中国科学院地球化学研究所贵州高原湖泊溶解有机质的时空分布及来源分析天然有机质（NOM）溶解态（DOM）颗粒态（POM）溶解有机质（DOM）通常被定义为0.45µm的有机质;了解较少溶解有机碳、氮和磷生物大分子异养微生物自养微生物分解者，浮游生物，鱼光无机氮无机碳无机磷有机质是水生生态系统中物质与能量循环的重要途径重要功能：CO2循环，初级生产力，光合作用及气－液交换等。重要影响：异养型微生物所需能源的主要提供者；是水体pH和O2的调节剂和控制因素。（MatsJansson,1998.In:HessenandTranvik,Eds.AquaticHumicSubstances,Springer-Verlag)能量输出养分输出有机物质的输入有机质在污染过程,控制和管理中的作用污染物含量和形态迁移转化和循环毒性预测管理和政策天然有机质污染物营养元素微生物DOMDOM在水生态系统中的重要作用研究的不足溶解有机碳(DOC)的研究多，另一常见元素组分—溶解有机氮(DON)的报道很少。DOM在垂向剖面上季节性变化的数据还需要补充。DOM与营养元素及水环境参数相结合的研究较少。分布和转化来源水温随深度和月份分布的等值线图pH值随深度和月份分布的等值线图溶解氧(DO)随深度和月份分布的等值线图HF-S各无机氮形态随深度和月份分布的等值线图NO2-NO3-NH4+单位均为mgL-1HF-N各无机氮形态随深度和月份分布的等值线图NO2-NO3-NH4+单位均为mgL-1HF-S0510152025300.000.050.100.150.20TDP/mg·L-1深度(m)3月5月7月9月11月溶解性总磷(TDP)剖面特征的季节变化溶解性硅(Si)随深度和月份分布的等值线图单位为mgL-1红枫湖水体溶解有机碳(DOC)随深度和月份分布的等值线图HF-SHF-N单位均为mgL-1红枫湖水体溶解有机氮(DON)随深度和月份分布的等值线图单位均为mgL-1HF-SHF-NDOC和DON在垂向剖面上的相关性HF-S11月：y=-3.0561x+3.0883R2=0.23399月：y=2.5726x+1.9952R2=0.35351.62.02.42.83.20.10.20.3DON(mgL-1)DOC(mgL-1)9月11月HF-N9月：y=0.6634x+2.3217R2=0.045411月：y=-0.828x+2.4488R2=0.16671.62.02.42.83.20.10.20.3DON（mgL-1）DOC(mgL-1)HF-S0510152025深度(m)1.02.03.0DOC(mg·L-1)HF-S05101520250.00.10.20.3DON(mg·L-1)HF-S05101520250102030T(℃)HF-N051015202530深度(m)1.02.03.0DOC(mg·L-1)HF-N0510152025300.00.20.4DON(mg·L-1)HF-N0510152025300102030T(℃)HF-SHF-N红枫湖分层期与混合期DOC、DON浓度的比较1.416.720.311.674.510048121620POC沉积通量PON沉积通量沉积的POM的C/N比DOC矿化率DON矿化率矿化的DOM的C/N比红枫湖下层水DOM的矿化率与颗粒态有机质(POM)沉积通量的比较矿化率和沉积通量的单位均为mmolm-2d-1；POM沉积通量的计算根据万国江等（1990），肖化云等（2003），王雨春（2001）样品NO2-NO3-NH4+DOCDONC/N比mgL-1表层沉积物孔隙水ND0.135.1515.191.1215.9上覆底层水0.051.410.142.400.2312.1HF-S沉积物孔隙水和上覆底层水各无机氮、DOC和DON的浓度小结DOC和DON浓度的分布受分层的影响较大下层水DOM的矿化可成为无机营养元素的来源，氮比碳优先矿化沉积物是潜在的源分布和转化来源湖泊溶解有机质的来源外源：土壤和动植物残体（腐殖物质）内源：生物活动形成（蛋白质等生命物质）水体中溶解有机质富集分离流程图LeenheerJ.A.EnvironSciTechnol.(1981)15(5):578-587.AikenGR,McknightDM,ThornKA,ThurmanEM.OrgGeochem.(1992)18(4):567-573.0.45µm膜过滤酸化至pH=20.1MNaOH洗脱沉淀溶液盐酸酸化至pH=1疏水性酸HOA腐殖酸HA富里酸FA0.1MNaOH洗脱亲水部分XAD-8XAD-4酸化至pH-2过渡性酸不同湖泊河流水中DOM各部分占的比例0%20%40%60%80%100%Fryxell湖Hoare湖Suwannee河红枫湖占DOC的比例过渡性酸疏水性酸（Aikenetal.,1992;王立英,2007）红枫湖水DOM的三维荧光光谱样品荧光指数红枫湖FA1.4Hoare湖FAa1.8Fryxell湖FAa1.9美国Suwannee河a1.3红枫湖水DOM的荧光指数与其他水体的比较aMcknightetal.(2001);荧光指数为Ex=370nm,Em=450nm/500nm荧光强度的比值敬请批评指正！