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有色溶解有机物(CDOM)在碳循环、海洋水团示踪、微量元素和气体的生物地球化学、海洋光化学和光生物学、浮游植物生态学和生理学及海洋遥感等领域都具有重要意义。本文是基于2011年5月、8月和11月三个航次的基础上,利用CDOM的光学性质研究了CDOM在东海海域的空间分布及季节变化特征,着重探讨了该海域CDOM的主要来源、控制CDOM时空分布与变化的主要因子,并采用聚类分析方法对数据进行处理,探讨了利用CDOM的光谱学参数进行水团示踪的可行性。主要研究结果如下:
东海海域CDOM的光吸收系数a280季节变化明显,夏、秋两季CDOM丰度显著高于春季,而CDOM的光谱斜率S275-295在3个航次中的平均值没有出现明显的季节性变化,表明东海全年CDOM的平均分子量变化不大。a280在东海的垂直分布大致呈现由表层向下逐渐减小的趋势;在水平方向上则呈现出由近岸海区向远岸海区逐渐递减的趋势,并且大致在河流入海区域达到最大值。
东海海域的a280~S关系图表明,在近岸海域陆源输入是东海海域CDOM的主要来源。而从S275-295~S的分布趋势可以看出在盐度大于32的区域,东海远岸海域的水团作用复杂,存在不只一个CDOM端元;在盐度小于32的区域,CDOM主要由陆源和近岸海水混合控制。
我们通过PARAFAC方法鉴别出东海海域中的4个CDOM荧光组分分别为类腐殖质荧光峰:C1、C2和C4;类色氨酸荧光峰:C3。东海海域CDOM荧光组分季节变化明显,依次为秋季>春季>夏季,而从4种组分的荧光强度来看,三个航次的变化趋势均为IC2>IC3>IC1>IC4。CDOM荧光组分在东海的垂直分布大致呈现由表层向下逐渐减小的趋势;其水平分布则随离岸距离逐渐降低,且高值区主要出现在长江口、杭州湾、江浙沿岸等近岸区域。
东海水体中荧光组分与盐度的关系图表明陆源输入是东海水体中荧光溶解有机物的主要来源。类色氨酸与类腐殖质荧光组分都与a280有较好的相关关系,表明它们有相似的来源或形成过程。
根据东海春季和夏季航次中表层样品中CDOM参数进行聚类分析,可将东海海域划分为3个区域:①区处于长江口和杭州湾近岸海域,受长江冲淡水和东海沿岸水影响,该区盐度在夏季达到最低值;③区主要受黑潮水影响,在5月份期间还会被对马暖流及台湾海峡水影响;②区分布在调查海域的中部,主要受到黄海冷水团和东海高密水的影响,盐度季节变化不大。