秋季東海溶解態(tài)和顆粒態(tài)氨基酸的組成與分布*

張鵬燕 陳 巖 楊桂朋

(中國(guó)海洋大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 青島 266100)

氨基酸是有機(jī)氮主要的存在形式, 同時(shí)也是大部分生物體有機(jī)碳的重要成分之一(Degens et al,1976)。顆粒態(tài)氨基酸含量占總顆粒有機(jī)碳的 3%—50%, 占總顆粒氮含量的 9.3%—104%(Ditmar et al,2001)。不穩(wěn)定的有機(jī)物為異養(yǎng)生物提供食物和能量,也為河流、河口和沿海水域的初級(jí)生產(chǎn)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(Mayer et al, 1998)。對(duì)控制氨基酸豐度和組成上有更深入的了解, 可以為不穩(wěn)定有機(jī)物的來(lái)源和生物化學(xué)循環(huán)提供有效途徑(Aufdenkampe et al, 2001)。溶解態(tài)氨基酸(THAA)包括溶解游離氨基酸(DFAA)和溶解結(jié)合態(tài)氨基酸(DCAA), 其中DCAA的來(lái)源和去除過(guò)程受浮游植物和細(xì)菌的影響(Burdige, 1991)。DFAA為細(xì)菌提供氮源和碳源, 同時(shí)在無(wú)機(jī)氮濃度低的環(huán)境下為微藻提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(Linares, 2006)。顆粒態(tài)氨基酸(PAA)是顆粒有機(jī)物的重要組成部分, 為浮游生物和底棲生物提供生源要素和氮。海水中溶解態(tài)氨基酸和顆粒態(tài)氨基酸的來(lái)源和去除與浮游植物、浮游生物、細(xì)菌和底棲生物的生長(zhǎng)有緊密關(guān)系, 因此了解氨基酸的組成、濃度變化以及與環(huán)境因子之間的關(guān)系,對(duì)認(rèn)識(shí)海洋生物地球化學(xué)循環(huán)有著重要的意義。

東海是中國(guó)海洋生產(chǎn)力最高的海區(qū), 也是我國(guó)海洋研究的重點(diǎn)海域。東海沿岸的上升流是近岸環(huán)流的重要組成部分, 它能把低溫、高鹽和富含營(yíng)養(yǎng)鹽的深底層海水帶到真光層, 為浮游生物的光合作用提供充足的養(yǎng)料, 從而影響海區(qū)的初級(jí)生產(chǎn)力的分布和生物資源量(王甜甜等, 2006)。影響東海的陸源輸入和水團(tuán)比較復(fù)雜, 主要河流是長(zhǎng)江、錢(qián)塘江、閩江等, 黑潮水系、沿岸水系和混合水系是東海的主要水團(tuán)。

目前, 國(guó)外對(duì)溶解態(tài)氨基酸和顆粒態(tài)氨基酸的研究已廣泛展開(kāi)(Spitzy et al, 1991; Rosenstock et al,1993; Svensson et al, 2004), 國(guó)內(nèi)對(duì)河流和鄰近海域溶解態(tài)氨基酸的調(diào)查不斷完善(Yang et al, 2009; 陳巖等, 2010), 但對(duì)我國(guó)近海 PAA的研究卻還只是起步階段, 關(guān)于東海海域PAA的研究報(bào)道甚少(劉宗廣等, 2013; Zhu et al, 2014)。因此, 本文選取東海海域?yàn)檠芯磕繕?biāo), 對(duì)東海海域的溶解態(tài)和顆粒態(tài)氨基酸的濃度分布和組成進(jìn)行了分析, 并進(jìn)一步討論了其與環(huán)境因子特別是葉綠素a(chl a)之間的相關(guān)情況。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和保存

于2012年10月20日至26日(秋季)隨“科學(xué)三號(hào)”調(diào)查船對(duì)東海海域進(jìn)行了取樣(如圖1), 共4個(gè)斷面。表層海水用12L Niskin Rosette采水器進(jìn)行采集, 同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、鹽度和深度等相關(guān)參數(shù)由溫鹽深度儀(SBE-911CTD)同步測(cè)定, 采集后立即低壓過(guò)濾, 所用的濾膜是已經(jīng)在 450°C箱式電阻爐(SX-12-10型)中高溫灼燒過(guò) 4個(gè)小時(shí)的玻璃纖維濾膜(Whatman GF/F), 過(guò)濾后將濾液裝進(jìn)樣品瓶, 濾膜用錫紙包好,將所得的水樣和濾膜放在-20°C的環(huán)境下冷凍保存。此外, 采集海水樣品用Whatman GF/F玻璃纖維濾膜過(guò)濾, 濾膜包裹于錫紙內(nèi), 冷凍保存, 用于測(cè)定海水中chl a的含量。

圖1 2012年秋季東海調(diào)查站位示意圖Fig.1 Locations of sampling stations in the East China Sea in October 2012

1.2 樣品分析

1.2.1 DFAA、THAA、DCAA和 PAA濃度的測(cè)定儀器: 美國(guó) Waters Alliance ? HPLC液相色譜儀,Waters e2695系統(tǒng), e2475熒光檢測(cè)器(檢測(cè)條件λex=337nm, λem=454nm), Agilent ZORBAX Eclipse 氨基酸分析柱。

流動(dòng)相: A是0.05mol/L的醋酸鈉緩沖溶液(pH=7.2±0.05), 醋酸鈉緩沖溶液∶四氫呋喃(V/V)=100∶1;B是甲醇; C是Milli-Q水(由S-A10 Milli-Q超純水系統(tǒng)制得); D是乙腈∶甲醇∶Milli-Q水(V/V/V)=1∶1∶1; 流動(dòng)相均經(jīng)過(guò)0.2μm PALL Supor-450濾膜過(guò)濾。

分析方法: OPA-MPA柱前衍生高效液相色譜法(對(duì)Lindroth和Mopper等人確定的方法進(jìn)行調(diào)整)。

取 760μL海水樣品加入有 240μL衍生化試劑的進(jìn)樣瓶中, 衍生化10min后自動(dòng)進(jìn)樣(v=20μL)用流動(dòng)相梯度洗脫分離方法進(jìn)行測(cè)定。由此得到的是DFAA的濃度。

取 2mL海水樣品, 40μL 0.2% (v/v)的抗壞血酸,2mL濃鹽酸(12mol/L)于5mL安瓿瓶中, 沖入N2吹掃2min, 用酒精噴燈封口, 在 110°C環(huán)境下水解 22h。水解完成后, 敲開(kāi)安瓿瓶瓶口, 放置到 65°C的真空干燥箱中干燥, 等干燥完成后, 取 2mL Milli-Q水溶解, 然后按照測(cè)定DFAA濃度的方法進(jìn)行測(cè)定?？廴タ瞻? 由此得到的是THAA的濃度。THAA的濃度減去DFAA的濃度得到DCAA的濃度。

濾膜凍干后, 將濾膜、5mL Milli-Q水、100μL抗壞血酸和5mL (6mol/L)鹽酸加入到10mL的安瓿瓶中,同DCAA一樣水解干燥后, 取10mL Milli-Q水加入安瓿瓶中將固體溶解后, 移入離心管中, 離心10min,立刻吸取760μL上清液(防止膜的吸附), 如同DFAA濃度的測(cè)定。扣去空白, 由此得到PAA的濃度。

濃度為 0.25μmol/L標(biāo)準(zhǔn)樣品的 HPLC色譜圖如圖2所示, 每種氨基酸利用標(biāo)準(zhǔn)樣品的保留時(shí)間來(lái)定性, 外標(biāo)法定量, 每種氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)均在 0.995以上, 回收率采用空白加標(biāo)工作曲線(xiàn)法, 所測(cè)的 14種氨基酸中, 大部分氨基酸的回收率在 75%—98%之間, 除了蛋氨酸和苯丙氨酸的回收率較低, 分別為59.7%、52.3%, 這兩種氨基酸的回收率偏低可能是在處理樣品的過(guò)程中發(fā)生了轉(zhuǎn)化, 所以該方法對(duì)蛋氨酸和苯丙氨酸的定量測(cè)定還有待進(jìn)一步探討。

1.2.2 chl a濃度的測(cè)定 用90%(v/v)丙酮水溶液在暗處萃取冷凍保存的濾膜, 用SC-3610低速離心機(jī)離心, 離心完成后取上清液用日立 F-4500熒光分光光度計(jì)測(cè)定。

1.2.3 溶解有機(jī)碳(DOC)和溶解無(wú)機(jī)氮(DIN)測(cè)定方法 DOC測(cè)定方法為所取樣品用島津總有機(jī)碳分析儀TOC-VCPH(劉莉等, 2013), 在680°C高溫催化氧化條件下測(cè)定, 用鄰苯二甲酸氫鉀配制好標(biāo)準(zhǔn)溶液得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn), 樣品的濃度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得到, 其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜2%。

圖2 氨基酸標(biāo)準(zhǔn)的液相色譜圖Fig.2 Chramatogram of the amino acid standards

采用Seal Analytical AA3營(yíng)養(yǎng)鹽自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定, 測(cè)得總氮(TN)、NO3–-N、NO2–-N 與 NH4+-N 的濃度, 其中 NO3–-N、NO2–-N 與 NH4+-N 的濃度之和為DIN的濃度, 溶解有機(jī)氮(DON)的濃度為T(mén)N濃度與DIN濃度之差。

2 結(jié)果與討論

2.1 THAA、DFAA和DCAA濃度的水平分布特征

在所調(diào)查海域, THAA 的濃度在 0.21—1.98μmol/L, 平均濃度為 0.73μmol/L; 與伊勢(shì)灣海水中氨基酸的濃度相似(Garrasi et al, 1979)。DFAA的濃度較低在 0.06—0.19μmol/L 之間, 平均濃度為0.12μmol/L; DCAA的濃度為0.15—1.79μmol/L, 平均濃度為0.61μmol/L。DFAA占THAA含量不到20%,而 DCAA的含量占 THAA達(dá) 80%以上。由此可見(jiàn)DCAA是THAA中的主要成分。THAA中N的摩爾數(shù)與DIN中N的摩爾數(shù)的比值范圍為0.025—0.84(平均值為0.28)。

由圖 3可知, DFAA的水平分布規(guī)律不明顯。DFAA和 DCAA濃度的最大值均出現(xiàn)在臺(tái)灣海峽北部, 此海域雖然葉綠素平均值為 0.64μg/L高于平均值 0.47μg/L, 但此處 DIN 的平均值僅為 6.33μmol/L低于東海整體的平均值8.11μmol/L, DON的平均值為64.31μmol/L高于東海整體的平均值46.74μmol/L, 這是由于夏季此處受臺(tái)灣暖流影響最為明顯, 由臺(tái)灣暖流帶來(lái)的高溫高鹽海水為浮游植物的生長(zhǎng)提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 從而使該海域浮游植物大量生長(zhǎng)(劉莉等, 2013), 生物活動(dòng)將無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮, 使DON濃度增加, DFAA的含量增加; 而進(jìn)入秋季, 臺(tái)灣暖流的影響減弱, 營(yíng)養(yǎng)鹽含量減少, 但浮游植物并未立刻減少, 從而出現(xiàn)此海域DFAA、葉綠素和DON濃度較大, 而DIN濃度為6.33μmol/L低于周?chē)Ｓ?。在DH5-1至DH5-4海域葉綠素平均濃度為0.84μg/L,DIN的平均濃度為13.60μmol/L, DON的平均濃度為69.72μmol/L, 都遠(yuǎn)高于其整體平均濃度, 這是由于長(zhǎng)江沖淡水中營(yíng)養(yǎng)鹽含量非常高, 其中硝酸鹽的含量最高可能達(dá)到100μmol/L(張傳松等, 2007), 強(qiáng)大的長(zhǎng)江沖淡水將大量的營(yíng)養(yǎng)鹽帶入該海域, 使浮游植物生長(zhǎng)旺盛。除受長(zhǎng)江沖淡水的影響外, 可能還受錢(qián)塘江等河流輸入的影響(米鐵柱等, 2012), 從而使DCAA出現(xiàn)高值; 而 DFAA在此海域的平均濃度為0.085μmol/L, 明顯低于整體平均值, 這是因?yàn)镈FAA容易受細(xì)菌和浮游植物等的影響, 如生物群的胞外釋放、浮游動(dòng)物的新陳代謝等, 是海水中最易受生物活動(dòng)影響的組分。在DH4-5、DH4-6和DH4-7海域,chl a濃度(0.56μg/L)高于周邊海域 chl a濃度(0.35μg/L), DCAA的平均濃度為1.08μmol/L, 這是由于受到高溫高鹽的黑潮水系的影響, 浮游植物在豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)物質(zhì)和適宜的水溫條件下生長(zhǎng)旺盛,從而導(dǎo)致該海域 DCAA較周?chē)Ｓ蛴兴龆?。DH3-1、DH3-2和 DH3-3站位 DIN的平均值為13.43μmol/L, chl a和 DON 的濃度分別為 0.41μg/L、10.06μmol/L, 低于平均濃度, 由于長(zhǎng)江水雖然帶來(lái)了豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽, 但此處海水的攪動(dòng)和泥沙, 使該海域的透明度低, 渾濁度大, 浮游植物受光照的限制(林軍等, 2011), 未能將無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮, 因而chl a的濃度并未增大, DON濃度較周?chē)鷿舛鹊? DIN濃度遠(yuǎn)高于其平均濃度, 說(shuō)明此海域主要受長(zhǎng)江富營(yíng)養(yǎng)化河水輸入作用(張傳松等, 2007), 因而THAA、DCAA濃度較周?chē)Ｓ蛴兴龈摺?/p>

2.2 PAA濃度的水平分布特征

東海表層海水中 PAA的濃度范圍是 0.02—0.27μmol/L, 平均濃度為 0.11μmol/L, 這與劉宗廣等(2013)對(duì)東海PN斷面的調(diào)查結(jié)果相似。由圖3可知,PAA的水平分布特點(diǎn)是由近岸海域向遠(yuǎn)海海域分布呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì), 在DH5-1站位, PAA出現(xiàn)最大值 0.27μmol/L, 同時(shí)該站位的 chl a也出現(xiàn)最大值1.69μg/L, DIN出現(xiàn)最大值34.57μmol/L, 這促使該海域浮游植物的大量繁殖并快速代謝, 浮游植物未被完全腐爛的尸體所組成的有機(jī)碎屑和顆粒(Lee et al,1982)。并且 DH5-1站位位于漁山漁場(chǎng)附近, 海洋生物本身及其自身的排泄物也是該海域 PAA濃度高于周?chē)Ｓ虻闹匾颉?/p>

2.3 THAA、DCAA、DFAA和PAA與chl a的相關(guān)性分析

溶解態(tài)氨基酸和顆粒態(tài)氨基酸都可來(lái)源于浮游植物, 而葉綠素可以一定程度地反映浮游植物的數(shù)量。受東海大陸沿岸水團(tuán)(S＜31)影響的海域, 含有豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽, 浮游植物生長(zhǎng)旺盛, chl a濃度高于周?chē)Ｓ?。該海域THAA 、DCAA和PAA與chl a有很好的相關(guān)性, 說(shuō)明東海大陸沿岸 THAA、DCAA和PAA的來(lái)源和去除與浮游植物活動(dòng)密切相關(guān),THAA、DCAA和PAA受陸源輸入影響較大; 在臺(tái)灣暖流(33＜S＜34)影響海域, THAA、PAA 和 chl a濃度較周?chē)Ｓ蚋?。受暖流影? 浮游植物增多, 使該海域有機(jī)質(zhì)也隨之增加; 在黑潮表層水團(tuán)(34＜S＜35)影響的海域, chl a濃度隨鹽度的增加而降低, THAA和chl a沒(méi)有相關(guān)性, 這主要是因?yàn)楹诔贝伪韺铀可?將營(yíng)養(yǎng)鹽等物質(zhì)帶入東海(Chen, 2011), 從而使溶解態(tài)氨基酸濃度升高。如圖4所示, THAA、DCAA和PAA與chl a整體上有很好的相關(guān)性, 說(shuō)明浮游植物在控制THAA、DCAA和PAA濃度方面發(fā)揮著重要的作用。將DFAA與chl a進(jìn)行線(xiàn)性擬合, 并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性, 這是因?yàn)镈FAA在海水中的含量很少, 約占THAA的1%—35%左右(Lee et al, 1982); DFAA的釋放及攝食與細(xì)菌活動(dòng)緊密相連(Behrends et al, 1999),浮游植物不但是海水中DFAA的生產(chǎn)者, 也是其消耗者(陸田生等, 1997); DFAA的變化是海水中浮游植物、浮游生物、細(xì)菌和河流輸入等不同的生物化學(xué)過(guò)程共同作用的結(jié)果。

圖3 東海表層海水中溶解態(tài)氨基酸、顆粒態(tài)氨基酸和環(huán)境因子的水平分布圖Fig.3 Horizontal distributions of dissolved amino acids, particulate amino acids and environmental factors in the surface seawater of the East China Sea

2.4 東海海水中溶解氨基酸的垂直分布

選取第四斷面進(jìn)行溶解態(tài)氨基酸的垂直分析,由圖 5可知, THAA和 DCAA的變化趨勢(shì)相似。在DH4-1至 DH4-5海域 DCAA的垂直變化較復(fù)雜,DH4-5至DH4-8海域濃度變化較簡(jiǎn)單, 大體呈現(xiàn)由表層向底層濃度逐漸降低的趨勢(shì)。由表1可知, DH4-2站位, 65m處THAA、DIN的濃度比30m處的濃度高,chl a的濃度比30m處的低, 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是由于海水底層沉積物中氨基酸的再懸浮、PAA的轉(zhuǎn)化, 并且在深水處浮游植物減少, 對(duì)溶解態(tài)氨基酸的利用減少, 從而導(dǎo)致溶解態(tài)氨基酸在底層出現(xiàn)高值。在DH4-4站位, 35m處THAA、DCAA的濃度比表層和底層高, 同時(shí)該深度的DIN、chl a濃度也高于其它深度, 在秋季東海的鹽躍層和溫躍層向深層推移, 生物的生長(zhǎng)速率和攝食行為增強(qiáng)(Liebezeit et al,1986)。

DFAA的垂直變化大體呈現(xiàn)表層高、底層低的趨勢(shì)。由淺水層到深水層, 光照減少, 溫度降低, 浮游植物生物量減少, 釋放出的DFAA也減少, 在底層上升流引起間隙水中的氨基酸再次融入海水中(Henricha et al, 1979)。

圖4 東海表層海水中THAA、DCAA、PAA、DCAA與chl a之間的相關(guān)性Fig.4 Relationships of THAA, DCAA, DFAA, PAA to chl a concentrations in the surface seawater of the East China Sea

表1 特殊站位溶解氨基酸及相關(guān)環(huán)境因子濃度的垂直分布Tab.1 Vertical distribution of the concentrations of THAA, DFAA, DCAA and environmental factors at some special stations

2.5 秋季東海海水中溶解態(tài)和顆粒態(tài)氨基酸組成

圖 6所示為東海表層海水中 14種氨基酸在DFAA、THAA、DCAA和PAA中個(gè)體氨基酸所占的平均摩爾百分比。DFAA中的優(yōu)勢(shì)氨基酸是天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸和丙氨酸, 占DFAA的66.96%, 其中絲氨酸占的比例最大, 這與 Pettin等(1999)對(duì)意大利北部亞得里壓海(Adriatic Sea)的調(diào)查結(jié)果相似。DCAA和THAA的優(yōu)勢(shì)氨基酸相似, 天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸和蘇氨酸占總DCAA的71.02%。PAA中天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸占較大比例, 它們的總和占PAA的69.37%, 這與Duan等(2007)對(duì)美國(guó)密西西比河和我國(guó)珠江的調(diào)查結(jié)果類(lèi)似。丙氨酸和甘氨酸占PAA的 31.60%, 這與 Liebezeit等(1986)對(duì)南極布蘭斯菲爾德海峽(Bransfield Strait)調(diào)查的結(jié)果有差異。這種差異主要是因?yàn)闁|海海水中硅藻是優(yōu)勢(shì)藻種,而硅藻細(xì)胞的主要構(gòu)成成分是天門(mén)冬氨酸、絲氨酸和谷氨酸等(Kirchman et al, 1984)。硅藻死亡后所形成的有機(jī)碎屑, 使海水中顆粒態(tài)氨基酸的含量增加。綜合看來(lái), 東海表層水中氨基酸以天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸為主, 它們也是構(gòu)成藻類(lèi)蛋白質(zhì)的主要氨基酸, 秋季東海海域藻種為聚生角毛藻(羅民波等, 2009), 藻類(lèi)會(huì)通過(guò)光合作用, 細(xì)胞破裂, 被浮游生物攝食等方式, 將細(xì)胞內(nèi)的氨基酸釋放到海水中稱(chēng)為溶解態(tài)氨基酸和顆粒態(tài)氨基酸的重要來(lái)源。

圖5 秋季東海海水中溶解態(tài)氨基酸及環(huán)境因子的垂直分布Fig.5 Vertical profiles of dissolved amino acids and environmental factors at transect 4 in the East China Sea in autumn

圖6 東海表層海水中DFAA、THAA、DCAA和PAA中個(gè)體氨基酸的平均摩爾百分比Fig.6 The mean molar percentage of individual amino acid in THAA, DFAA, DCAA and PAA in the surface seawater of the East China Sea

表2 秋季東海表層海水PAA中個(gè)體氨基酸相對(duì)含量的相關(guān)性矩陣Tab.2 Matrix of correlation of individual amino acid in relative abundance (mol%) of PA

以PAA為例, 基于氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(表層海水中每種氨基酸占PAA的摩爾百分比, 如表2所示)做相關(guān)性矩陣, 來(lái)評(píng)估量化個(gè)體氨基酸在表層海水中動(dòng)態(tài)行為的異同。來(lái)自 21個(gè)站位的數(shù)據(jù)顯示有 7對(duì)氨基酸(甘氨酸-天門(mén)冬氨酸、甘氨酸-谷氨酸、蘇氨酸-甘氨酸、精氨酸-絲氨酸、丙氨酸-絲氨酸、丙氨酸-甘氨酸、苯丙氨酸-絲氨酸)之間存在負(fù)相關(guān)性, 表明它們?cè)谏锏厍蚧瘜W(xué)過(guò)程中表現(xiàn)出不同的動(dòng)態(tài)行為。同時(shí)也有 8對(duì)氨基酸(丙氨酸-蘇氨酸、蛋氨酸-組氨酸、苯丙氨酸-精氨酸、異亮氨酸-蘇氨酸、異亮氨酸-丙氨酸、異亮氨酸纈氨酸、亮氨酸-精氨酸、亮氨酸-苯丙氨酸)之間存在正相關(guān)性, 這些關(guān)系表明它們是作為一個(gè)整體在生物地球化學(xué)變化機(jī)制中產(chǎn)生相似的作用。

2.6 降解指數(shù)評(píng)價(jià)顆粒態(tài)氨基酸來(lái)源

PAA經(jīng)過(guò)主成分分析(PCA)降維變換后得到幾個(gè)新的主成分。用降解指數(shù)DI來(lái)評(píng)估氨基酸的來(lái)源和降解情況(Dauwe et al, 1998), 在數(shù)據(jù)分析中, 只采用第一主成分進(jìn)行降解指數(shù)的計(jì)算, 其計(jì)算結(jié)果如表 3和圖7所示。

表3 秋季東海表層海水中PAA%的PAC參數(shù)Tab.3 Parameters of PAC in relative abundance (mol%) of PAA in the surface seawater of East China Sea in autumn

圖7 秋季東海表層海水中降解指數(shù)的水平分布Fig.7 Horizontal distribution of degradation index in the surface seawater of the East China Sea during autumn

由主成分分析得知, 第一主成分特征值占總方差的 34%, 并且與絲氨酸、甘氨酸和纈氨酸成負(fù)相關(guān)。由圖7可知, DI的范圍是-1.8—1.2, DI的數(shù)值越接近1.2, 表明PAA的降解程度越低, 氨基酸主要是由浮游植物現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的; DI的數(shù)值越接近-1.8, 表明PAA的降解程度越高, 可以推斷其來(lái)源主要是降解程度高的沉積物(Dauwe et al, 1998)。PAA的DI大體呈現(xiàn)近岸降解程度比遠(yuǎn)岸降解程度低, 這是因?yàn)橛山兜竭h(yuǎn)岸, 陸源輸入的貢獻(xiàn)降低, 浮游植物生長(zhǎng)所需的條件減弱, 所以遠(yuǎn)岸海域的 PAA主要是由高度降解的懸浮顆粒物產(chǎn)生的。DI的高值出現(xiàn)在 DH8-1和DH5-1站位, chl a濃度也較高, 表明該海域浮游植物的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)對(duì)PAA的貢獻(xiàn)較大; DI的低值出現(xiàn)在DH4-8和DH8-5海域, 該海域遠(yuǎn)離近岸, 浮游植物對(duì)PAA的貢獻(xiàn)較小, 在該海域懸浮顆粒物對(duì)PAA的貢獻(xiàn)增大。

3 結(jié)論

(1)秋季東海表層海水 THAA的平均濃度為(0.72±0.51)μmol/L (0.21—1.98μmol/L), DFAA、DCAA和PAA的平均濃度分別為(0.12±0.04)μmol/L (0.06—0.19μmol/L)、(0.61±0.51)μmol/L (0.15—1.79μmol/L)、(0.11±0.06)μmol/L (0.02—0.27μmol/L)。 DCAA 是THAA中的主要組成部分。THAA和PAA的分布大致呈現(xiàn)出近岸高于遠(yuǎn)岸的趨勢(shì), 在閩浙沿岸、臺(tái)灣海峽北部海域 THAA濃度高于周?chē)Ｓ? 可能與臺(tái)灣暖流、上升流和沿岸河流輸入有關(guān)。PAA的濃度分布與陸源輸入、浮游植物的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和周?chē)Ｓ驖O場(chǎng)分布有關(guān)。

(2)THAA、DCAA和PAA與chl a有很好的相關(guān)性, 說(shuō)明浮游植物生物量在控制 THAA、DCAA和PAA濃度方面發(fā)揮著重要作用。而DFAA與chl a并無(wú)明顯相關(guān)性, 這主要是因?yàn)镈FAA受多種環(huán)境因素的共同影響。

(3)研究表明: THAA中的優(yōu)勢(shì)氨基酸是天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸; PAA中天門(mén)冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸占較大比例, 它們的總和占PAA的69.37%。氨基酸個(gè)體在表層海水中是作為一個(gè)整體而對(duì)生物地球化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生影響的。

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