達古冰川不同季節(jié)雪冰中溶解性有機質(zhì)光譜特征變化研究

馮 琳， 馬興剛， 徐建中， 翟立翔，4， 王世金， 黃仕海， 張 伏

（1. 阿壩師范學(xué)院，四川 汶川 623002； 2. 中國科學(xué)院 西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 玉龍雪山冰凍圈與可持續(xù)發(fā)展野外科學(xué)觀測研究站，甘肅 蘭州 730000； 3. 中國科學(xué)院 西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000；4. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049； 5. 達古冰川風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川 黑水 624000）

0 引言

溶解性有機質(zhì)（dissolved organic matter，DOM）廣泛存在于生物圈、大氣圈、水圈、巖石圈以及冰凍圈中，在天然有機質(zhì)中的占比高達97.1%［1］。由于DOM 化學(xué)性質(zhì)極其活躍，其在自然界各個圈層的物質(zhì)、能量交換循環(huán)過程中發(fā)揮著十分重要的作用。冰川中的DOM 化學(xué)組成豐富（包含有碳、氮、硫和磷等營養(yǎng)元素），是冰川表面物質(zhì)與能量循環(huán)的重要組成部分，與冰川生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)水平、化學(xué)特征以及生態(tài)結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)［2］。

冰川DOM 的含量、組成及光學(xué)性質(zhì)存在顯著的時空差異，以及在不同的雪冰介質(zhì)中的行為差異，主要受冰川表面環(huán)境、不同的陸源輸入以及微生物群落組成的影響。研究發(fā)現(xiàn)老虎溝12 號冰川夏季雪坑樣品DOM 含量略高于冬季雪坑樣品，而相比于夏季雪坑樣品，冬季雪坑樣品DOM 含有較多的類蛋白類熒光組分，較低的類腐殖質(zhì)類熒光組分，表明DOM 的含量和組成具有明顯的季節(jié)差異［3］；老虎溝12 號冰川新雪DOM 濃度顯著高于小冬克瑪?shù)妆ㄐ卵〥OM濃度［3-4］，說明DOM的空間差異性受不同的陸源輸入影響較大；小冬克瑪?shù)妆ū砻娌煌愋脱┍ㄐ卵?、粒雪和冰川冰）DOM濃度及熒光組分的含量均存在顯著差異，表明雪冰消融過程可以顯著改變DOM 在不同雪冰介質(zhì)中的含量和組成［4］；冰川消融區(qū)表面普遍存在的球狀聚合體冰塵，是冰川表面微生物的主要聚集區(qū)，含有豐富DOM，冰塵DOM 通過活躍的“光-生物”演化過程，其氧化程度和不飽和程度明顯增加，影響冰川表面的輻射強迫［5-6］，即光化學(xué)過程和微生物活動可以顯著影響冰川表面DOM 的組成及光學(xué)性質(zhì)。隨著全球氣候持續(xù)變暖，冰川消融加劇，冰川DOM會隨著冰川融水進入高山湖泊和下游河流，這對區(qū)域生物地球化學(xué)循環(huán)至關(guān)重要。

達古冰川位于青藏高原東部邊緣，在全球變暖背景下，該地區(qū)的冰川普遍呈現(xiàn)消融加?。?-8］、冰川表面運動活躍［9］等特征，嚴重影響該區(qū)域的水資源利用與水安全、生態(tài)安全問題。因此，有必要開展達古冰川DOM 的相關(guān)研究，為評估達古冰川消融對區(qū)域環(huán)境的影響提供科學(xué)依據(jù)。

鑒于此，本研究以達古冰川海拔4 860 m 附近不同季節(jié)的雪冰樣品為研究對象，通過總有機碳分析、紫外可見光光譜和三維熒光光譜（3D-EEMs）等技術(shù)：（1）對不同季節(jié)雪冰中溶解性有機碳（DOC）濃度進行定量分析；（2）對不同季節(jié)雪冰中DOM 的光譜特征進行分析；（3）通過平行因子分析方法，結(jié)合特征光譜參數(shù)初步分析不同季節(jié)達古冰川雪冰DOM 的組成和來源。基于不同季節(jié)達古冰川表層雪冰中DOM 濃度和光譜特征的分析，認識達古冰川表層雪冰DOM 的組成、來源以及其季節(jié)性演化特征，為系統(tǒng)分析冰川DOM 演化特征及其生物地球化學(xué)效應(yīng)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

達古冰川（32°12′33.37″ N， 102°45′30.99″ E）位于青藏高原東緣［圖1（a）］，屬于青藏高原與四川盆地過渡帶的橫斷山系，地處川西北高原岷山與邛崍山交會處，岷江上游。地貌特點為多高山和峽谷，地勢西北部高，東南部低。氣候以北亞熱帶山地氣候為主，1月平均氣溫-5.3 ℃，7月平均氣溫12.8 ℃，年降水量699.5 mm。區(qū)內(nèi)平均降雪期為38 d，海拔5 000 m 以上常年積雪。2001 年張文敬等［10］針對該地區(qū)開展了現(xiàn)代冰川科學(xué)考察，證實達古冰川發(fā)育有現(xiàn)代冰川13 條，冰川面積4.56 km2，冰儲量約0.13 km3，隨著全球氣候持續(xù)變暖，達古冰川也經(jīng)歷著快速的消融退縮，2019 年，冰川面積僅1.75 km2，其退縮趨勢與中國西南地區(qū)季風(fēng)性海洋冰川變化一致，近45年，達古冰川面積縮減了近75%［11］。

圖1 達古冰川示意圖：達古冰川地理位置（a），采樣點位置（b）Fig. 1 The diagram of the Dagu Glacier： geographical location （a）， the sampling site of Dagu Glacier （b）

1.2 樣品采集與預(yù)處理

本研究采樣點位于達古冰川海拔4 860 m 附近［圖1（b）］，分別于冬季（2020 年11 月）、春季（2021年3 月）、夏季（2021 年7 月）和秋季（2021 年10 月）雪后開展新雪和粒雪/表層冰樣品的采樣工作，由于采樣區(qū)域位于冰川末端消融區(qū)，夏季和秋季消融劇烈，故夏季和秋季采集樣品為新雪和表層冰。采集樣品時嚴格按照雪冰采樣程序進行，用預(yù)先清潔的不銹鋼勺（500 ℃燒6 h 除去有機物）采集雪冰樣品，每次采集新雪樣品15～20 個，粒雪或表層冰樣15～20 個。采集的固體雪冰樣品裝在干凈的聚乙烯瓶中（10% HCl 浸泡24 h，超純水浸泡24 h，超純水沖洗晾干后使用），放入低溫冰箱，于當(dāng)天運送至阿壩師范學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院實驗室，于-25 ℃保存直至分析測試。

將不同季節(jié)采集的雪冰樣品用孔徑為0.45 μm的聚四氟乙烯濾頭（Pall Life Sciences，AnnArbor，MI，USA）過濾，過濾后的濾液直接用于測定DOC濃度、紫外可見光譜和三維熒光光譜分析。

1.3 實驗室分析

1.3.1 DOC分析測定

取濾液10 mL，用總有機碳分析儀（Elementar，Hanau， Germany）測試雪冰樣品DOC濃度。具體如下：酸化后的樣品（每10 mL溶液中加入100 μL 10%的鹽酸）通過自動進樣器引入儀器，燃燒管高溫（850 ℃）催化（Pt）氧化后將C 完全轉(zhuǎn)化為CO2，用非色散紅外分析儀檢測CO2峰值，然后積分轉(zhuǎn)化為DOC 濃度［12］。DOC 濃度分析采用鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液對系統(tǒng)進行校準。儀器最低檢測線是2 μg C·L-1，精確度為±5%，C的相對標準偏差＜1%。

1.3.2 紫外光譜分析測定

雪冰樣品的紫外-可見吸收光譜采用UV-2700分光光度計（UV-2700；Shimadzu，Kyoto，Japan）進行測定，測定的波長設(shè)置在200～900 nm 范圍內(nèi)，波長間隔1 nm。測試結(jié)束后，通過減去每個吸光度譜690～700 nm 波長之間的平均吸光度值來校正基線，并用式（1）計算相應(yīng)的吸收系數(shù)。

式中：A（λ)為波長λ時DOM 的吸光值；L為光路長度（針對目前的比色皿直徑是0.01 m）。

254 nm 處的特征參數(shù)SUVA254是研究天然有機質(zhì)性質(zhì)或組成的重要特征參數(shù)，其值的大小可表征DOM 的芳香性程度，SUVA254是由波長254 nm 處吸光值的均值除以樣品DOM 的平均濃度得到的，單位為L·mg C-1·m-1［13］。

1.3.3 三維熒光光譜分析測定

所有雪冰樣品的三維激發(fā)發(fā)射矩陣（EEMs）均使用內(nèi)部裝有700 V氙燈的日立F-7000熒光分光光度計（Hitachi High-Technologies， Tokyo， Japan）檢測，檢測方法詳見文獻［14］，激發(fā)波長Ex 的范圍是200～450 nm，波長間隔5 nm，發(fā)射波長Em 的范圍是250～600 nm，波長間隔1 nm。激發(fā)波長Ex 和發(fā)射波長Em 的狹縫寬度均為5 nm，掃描速度為2 400nm·min-1。測定樣品的三維熒光光譜之前測定Milli-Q水（18.2 MΩ·cm-1）的熒光光譜，并將其作為空白，用于后期消除水的拉曼散射對樣品熒光光譜的影響。然后將瑞利散射影響的區(qū)域數(shù)據(jù)置零。熒光強度以Raman 單位（RU）表示，以激發(fā)波長為350 nm時水的拉曼峰積分強度換算。

平行因子分析（PARAFAC）是可以將EEMs 分解為單獨的熒光組分，該分析在MATLAB 12b 中利用DOMFluor 和drEEM 工具箱完成，通過殘差分析得出組分數(shù)并用折半分析對分離出的組分進行驗證。同時，通過計算熒光指數(shù)（FI），新鮮度指數(shù)（BIX）和腐殖質(zhì)指數(shù)（HIX），對樣品中DOM 的組成和性質(zhì)進行分析。FI是激發(fā)波長370 nm，發(fā)射波長470 nm 和520 nm 處熒光強度的比值［15］，F(xiàn)I＜1.4 說明樣品中的DOM 的來源是陸源性的，F(xiàn)I≥1.9 說明DOM是微生物活動引起的自生來源［16］；新鮮度指數(shù)BIX是激發(fā)波長310 nm，發(fā)射波長380 nm 和430 nm處熒光強度的比值［17］，BIX＞1.0說明DOM 是生物或者微生物新鮮產(chǎn)生的，BIX的值低于0.6說明內(nèi)源性的有機物含量較少［16］；HIX在激發(fā)波長254 nm 處，用發(fā)射波長435～480 nm 的區(qū)域積分值除以發(fā)射波長300～345 nm 的區(qū)域積分值，HIX值的大小可以衡量DOM 的腐殖化程度，HIX＜4 說明DOM 腐質(zhì)化程度較弱，HIX＞10說明DOM有腐殖化程度很高，穩(wěn)定性越好，在環(huán)境中存在的時間相對較長［16］。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同季節(jié)雪冰中DOC濃度變化

冰川中的DOC具有很高的生物可利用性，會驅(qū)動下游生態(tài)系統(tǒng)中陸源性DOC 的代謝［18-19］，促進下游生態(tài)系統(tǒng)的異養(yǎng)代謝，增加水體二氧化碳的排放［20］。當(dāng)冰川中的DOC進入下游水生態(tài)系統(tǒng)時，其生態(tài)系統(tǒng)層面的意義取決于來自冰川的DOC 的量以及DOC 釋放到水生態(tài)系統(tǒng)后的行為。達古冰川不同季節(jié)新雪樣品DOC 濃度范圍為0.11～0.38 mg·L-1［圖2（a）］，與唐古拉小冬克瑪?shù)妆ㄐ卵〥OC 濃度（0.18～0.34 mg·L-1）相當(dāng)［4］，低于老虎溝12 號冰川和木斯島冰川新雪DOC 濃度（2.00～2.61 mg·L-1［3］，1.12 mg·L-1［21］），與南極冰蓋、南極洲麥克默多干谷地區(qū)冰川以及格陵蘭冰蓋表層雪DOC濃度相比，沒有顯著差異（表1）。新雪樣品DOC濃度變化表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性差異（P＜0.05），春夏秋冬的對應(yīng)值分別為0.28 mg·L-1、0.11 mg·L-1、0.24 mg·L-1和0.38 mg·L-1。不同季節(jié)粒雪/表層冰DOC濃度范圍為0.70～1.08 mg·L-1［圖2（b）］，高于藏東南地區(qū)冰川粒雪/表層冰DOC 濃度（0.16～0.18 mg·L-1）［22］（表1），無顯著的季節(jié)性差異（P＞0.05），春夏秋冬的對應(yīng)值分別為0.70 mg·L-1、1.08 mg·L-1、0.71 mg·L-1和1.08 mg·L-1。比較同一季節(jié)不同類型的雪冰樣品DOC 濃度發(fā)現(xiàn)，新雪DOC 濃度均顯著低于同季節(jié)粒雪/表層冰DOC 濃度（P＜0.05），可能是由于新雪降落在冰川表面后，冰川表面的微生物活動會顯著增加粒雪和表層冰中DOC 的濃度［23-25］，另一方面，光化學(xué)過程可以將水不溶性有機碳轉(zhuǎn)化為DOC，從而增加表層粒雪/表層冰中的DOC濃度［26］。

表1 達古冰川與其他地區(qū)冰川雪冰中DOC濃度、類蛋白類熒光組分和類腐殖質(zhì)類熒光組分的相對豐度的比較分析Table 1 The comparison analysis of DOC concentration， the relative abundance of ptotain-like and humic-like fluorescent component in Dagu Glacier in this study and other glaciers from other studies

圖2 不同季節(jié)（春、夏、秋、冬）新雪樣品（a）和粒雪/表層冰樣品（b）中DOC濃度的變化Fig. 2 DOC concentration in fresh snow samples （a） and in firn/ice samples （b） in different seasons（spring， summer， autumn and winter）

2.2 不同季節(jié)雪冰DOM 的紫外可見吸收光譜變化分析

紫外-可見吸收光譜結(jié)合特征光譜參數(shù)SUVA254分析了達古冰川不同季節(jié)雪冰DOM 的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。達古冰川不同季節(jié)新雪樣品中DOM 在紫外-可見光波段的吸光系數(shù)均隨波長增加而逐漸降低［圖3（a）］，并且各季節(jié)新雪DOM 的吸收曲線均無明顯吸收峰出現(xiàn)，這與其他冰川新雪樣品中DOM 的吸收曲線較為相似［4，26］；不同季節(jié)粒雪/表層冰樣品中DOM 在紫外-可見光波段的吸光系數(shù)也均隨波長增加而逐漸降低［圖3（b）］，夏季和秋季的表層冰樣品均在250～300 nm 處有明顯的吸收峰出現(xiàn)，可能是由微生物的代謝產(chǎn)物類菌胞素氨基酸引起的［31］，而且夏季樣品在250～300 nm 處的吸收峰明顯高于秋季樣品，說明夏季表層冰樣品中類菌胞素氨基酸的含量較高，即微生物活動也更為活躍。

圖3 不同季節(jié)（春、夏、秋、冬）新雪樣品（a）和粒雪/表層冰樣品（b）DOM的紫外可見吸收光譜圖Fig. 3 UV-Vis absorbance spectra of DOM in fresh snow samples （a） and in firn/surface ice （b） sample from different seasons （spring， summer， autumn and winter）

比較不同季節(jié)新雪樣品DOM 的紫外特征參數(shù)SUVA254（表2），其具有顯著的季節(jié)性差異（P＜0.05），春夏秋冬的對應(yīng)值分別為4.56 L·mg C-1·m-1，5.24 L·mg C-1·m-1，2.73 L·mg C-1·m-1和1.68 L·mg C-1·m-1。因此，夏季新雪DOM的芳香化程度最高，冬季新雪芳香化程度最低。不同季節(jié)粒雪/表層冰樣品DOM 的SUVA254也存在顯著的季節(jié)性差異（P＜0.05）（表2），春季粒雪、夏季表層冰、秋季表層冰和冬季粒雪樣品DOM 的SUVA254依次為2.41 L·mg C-1·m-1，7.17 L·mg C-1·m-1，2.60 L·mg C-1·m-1和1.29 L·mg C-1·m-1，夏季表層冰樣品的DOM 芳香化程度最高，冬季粒雪DOM 芳香化程度最低，表明夏季強烈的光化學(xué)過程顯著改變了新雪和表層冰樣品中DOM的組成［32］。

表2 不同季節(jié)新雪和粒雪/表層冰DOM 的SUVA254變化分析Table 2 The SUVA254 for DOM in fresh snow and firn/surface ice in different season

2.3 不同季節(jié)雪冰DOM的三維熒光光譜變化分析

本研究利用三維熒光光譜結(jié)合平行因子分析探討達古冰川雪冰DOM 的特征和來源。所有雪冰樣品共解析出4 個熒光組分（圖4），包括3 個類蛋白質(zhì)類熒光組分（C1、C2 和C3）和一個類腐殖質(zhì)熒光組分（C4）。組分C1 和類色氨酸熒光組分類似，最大激發(fā)波長220 nm，最大發(fā)射波長341 nm，是DOM中被生物體高度降解了的一類氨基酸類DOM［17，33］。組分C2和類酪氨酸熒光組分特征類似，最大激發(fā)波長220 nm，最大發(fā)射波長304 nm，代表一類降解程度比較高的內(nèi)源性的DOM［17］。組分C3和類苯丙氨酸熒光組分特征類似，最大激發(fā)波長220 nm，最大發(fā)射波長289 nm，與Jrgensen 等［34］在海水樣品中得到的一類內(nèi)源性熒光組分特征類似。組分C4 最大激發(fā)波長230 nm，最大發(fā)射波長431 nm，是一類低分子量的腐殖質(zhì)類物質(zhì)，廣泛存在于和微生物活動密切相關(guān)的環(huán)境中［17，33］。

圖4 平行因子解析出的4種熒光組分（C1～C4）的3D-EEM圖譜（a）及載荷圖（b）Fig. 4 EEM-PARAFAC results of four main components （a） and their excitation and emission loadings （b）

雪冰中DOM 的熒光組分的相對豐度（圖5）表明在達古冰川表層雪冰中，三個蛋白類的熒光組分（C1、C2 和C3）占總熒光強度的80%以上（81.75%～97.13%），說明達古冰川表面DOM表現(xiàn)為顯著的微生物來源。這一研究結(jié)果與老虎溝12號冰川、小冬克瑪?shù)妆?、朱西冰川以及南極洲麥克默多干谷地區(qū)冰川DOM 熒光分析結(jié)果相一致，即冰川DOM 含有較多的類蛋白類熒光組分，較少的類腐殖質(zhì)類熒光組分，主要源于自生的微生物［3-4，27-30］（表1）。

圖5 不同季節(jié)（春、夏、秋、冬）新雪樣品（a）和粒雪/表層冰樣品（b）中4個熒光組分的相對豐度Fig. 5 The relative abundance of each fluorescent component in fresh snow （a） and firn/surface ice samples （b）from different season （spring， summer， autumn and winter）

比較不同季節(jié)新雪樣品中各熒光組分的相對豐度，春夏秋冬新雪DOM 的類蛋白類熒光組分（C1、C2 和C3）相對豐度依次為88.25%、93.38%、95.64%和93.86%，蛋白類熒光組分C1，C2和C3的相對豐度在新雪DOM 中均表現(xiàn)出顯著的季節(jié)差異（P＜0.05）。如圖5所示，色氨酸類熒光組分C1與苯丙氨酸類熒光組分C3 的相對豐度在夏季新雪中最高，分別為25.57%和54.37%，而酪氨酸類熒光組分C2的相對豐度在冬季新雪中最高（38.50%）。春季新雪DOM 中類腐殖質(zhì)類熒光組分C4（11.75%）顯著高于其他季節(jié)新雪（P＜0.05）。因此，達古冰川不同季節(jié)新雪DOM 以類蛋白組分為主，在夏季、秋季和冬季新雪中相對豐度更高，而類腐殖質(zhì)組分在春季新雪中更高。

比較不同季節(jié)粒雪/表層冰樣品中各熒光組分的相對豐度（圖5），春夏秋冬粒雪/表層冰DOM的類蛋白類熒光組分（C1、C2 和C3）相對豐度依次為89.38%、81.58%、97.08%和91.95%。色氨酸類熒光組分C1 的相對豐度在夏季表層冰中（40.27%）最高，酪氨酸類熒光組分C2的相對豐度在秋季表層冰中最高（44.49%），苯丙氨酸類熒光組分C3 的相對豐度在冬季粒雪中最高（38.94%），并且C1、C2 和C3 的相對豐度在粒雪/表層冰DOM 中均表現(xiàn)出顯著的季節(jié)差異（P＜0.05），說明冰川表面的雪冰消融過程會顯著影響表層雪冰中的微生物活動［24-25］。類腐殖質(zhì)組分C4 在夏季表層冰中相對豐度（18.42%）顯著高于其他季節(jié)粒雪/表層冰（P＜0.05）。以上結(jié)果表明，達古冰川不同季節(jié)粒雪/表層冰DOM 的主要組分是蛋白類組分，在春季、秋季和冬季粒雪/表層冰中相對豐度更高，類腐殖質(zhì)組分在夏季表層冰中更高。

熒光指數(shù)FI、新鮮度指數(shù)BIX和腐殖質(zhì)指數(shù)HIX三類熒光參數(shù)的大小可以衡量DOM 來源、自生源貢獻和腐殖化程度［15-17］。達古冰川春季新雪熒光指數(shù)FI=1.84，其他樣品熒光指數(shù)FI均≥1.9，說明達古冰川雪冰中的DOM 是微生物活動引起的自生來源［16］。春季新雪樣品BIX=0.66，介于0.6 和0.7 之間，說明春季新雪樣品中的DOM 陸源性輸入影響較大；其他所有樣品新鮮度指數(shù)BIX的值均＞0.8，說明微生物自身來源的DOM 對雪冰樣品中DOM 貢獻較大［16］；所有樣品HIX的值均＜4，說明達古冰川雪冰中DOM腐殖化程度較弱［16］。

比較不同季節(jié)新雪樣品三類熒光參數(shù)的大?。ū?），春夏秋冬新雪樣品DOM 的FI值依次為1.84、2.47、2.02 和2.13，季節(jié)性差異不顯著（P＞0.05）；BIX的值依次為0.66、0.83、1.20 和0.81，季節(jié)性差異顯著（P＜0.05）；HIX的值依次為0.29、0.42、0.11 和0.08，季節(jié)性差異顯著（P＜0.05）。春季新雪DOM 具有較低的FI值和BIX值，較高的HIX值，說明春季新雪DOM 來源較豐富，包括微生物來源和陸源性輸入，而且腐質(zhì)化程度較秋冬季新雪高；夏季新雪DOM 具有較高的FI值、BIX值和HIX值，說明其主要源自于微生物活動，相比于其他季節(jié)新雪，其腐殖化程度也較高，可能是受夏季較強的光化學(xué)作用的影響［35］。秋冬季新雪DOM 具有較高的FI值、BIX值，具有較低的HIX值，說明秋冬季新雪DOM 來源主要源自于自源性的微生物活動，腐質(zhì)化程度很低。

表3 不同季節(jié)新雪和粒雪/表層冰中DOM的熒光指數(shù)（FI）、腐殖質(zhì)指數(shù)（HIX）和新鮮度指數(shù)（BIX）Table 3 Fluorescence index （FI）， humification indices（HIX） and biological indices （BIX） for DOM in fresh snow and firn/surface ice from different seasons

比較不同季節(jié)粒雪/表層冰樣品三類熒光參數(shù)的大小（表3），春季粒雪、夏季表層冰、秋季表層冰和冬季粒雪樣品DOM 的FI值分別為2.24、3.82、2.32 和2.13，BIX值依次為0.85、1.14、1.44 和1.65，HIX值依次為0.22、1.72、0.31 和0.32，不同季節(jié)粒雪/表層冰DOM 的FI、BIX和HIX均表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性差異（P＜0.05）。夏季表層冰DOM 的FI值和HIX均最高，說明夏季表層冰DOM 中微生物來源的DOM 貢獻更大，但腐殖化程度相對其他季節(jié)較高，相關(guān)研究證實紫外輻射會增加DOM 分子類腐殖質(zhì)熒光組分的強度［36］；秋季表層冰和冬季粒雪樣品DOM 的BIX均較高，說明其DOM 新鮮程度更高。

3 結(jié)論

本文通過對達古冰川不同季節(jié)雪冰樣品中DOC 濃度、DOM 的紫外可見吸收光譜以及三維熒光光譜分析，得出達古冰川不同季節(jié)新雪樣品DOC濃度介于0.11～ 0.38 mg·L-1之間，春夏秋冬的對應(yīng)值分別為0.28 mg·L-1、0.11 mg·L-1、0.24 mg·L-1和0.38 mg·L-1，表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性差異；不同季節(jié)的粒雪/表層冰中DOC 濃度介于0.70～1.08 mg·L-1之間，春夏秋冬的對應(yīng)值分別為0.70 mg·L-1、1.08 mg·L-1、0.71 mg·L-1和1.08 mg·L-1，季節(jié)性差異不顯著；受冰川消融和冰川表面微生物活動的影響，各季節(jié)粒雪/表層冰中DOC 濃度均顯著高于同季節(jié)新雪中DOC濃度。

不同季節(jié)新雪樣品DOM 的紫外可見吸收光譜沒有顯著差異，其中夏季和秋季的表層冰樣品在250～300 nm 處均有明顯的吸收峰，此吸收峰是類菌胞素氨基酸類物質(zhì)的典型吸收峰。夏季表層冰在250～300 nm 處的吸收峰值明顯高于秋季表層冰樣品，說明夏季冰川表面微生物活動異?；钴S，對表層雪冰中DOM 的組成影響較大。夏季新雪和表層冰樣品的SUVA254均高于其他季節(jié)雪冰樣品，說明夏季表層冰樣品中DOM芳香化程度也較高。

達古冰川雪冰樣品DOM 以類蛋白類熒光組分（C1、C2 和C3）為主，其來源主要是微生物源，具有新鮮度高、腐殖化程度低的特點。三類蛋白組分C1、C2 和C3 的相對豐度在新雪和粒雪/表層冰樣品DOM 中均表現(xiàn)出顯著的季節(jié)差異，春季新雪和夏季表層冰樣品DOM 的類腐殖質(zhì)組分C4 的相對豐度顯著高于其他季節(jié)。新雪樣品DOM 的FI值沒有季節(jié)性差異，而BIX和HIX值季節(jié)性差異顯著，粒雪/表層冰樣品DOM 的FI、BIX和HIX值均表現(xiàn)出顯著的季節(jié)性差異。達古冰川春季新雪樣品DOM來源較其他季節(jié)的新雪和粒雪/表層冰豐富，為陸源輸入與內(nèi)源產(chǎn)生兩種方式混合，其他季節(jié)雪冰樣品DOM 均源自內(nèi)源性微生物。新雪樣品DOM 的腐殖化程度為春夏季高于秋冬季；受夏季光化學(xué)過程和微生物活動的影響，夏季表層冰DOM 腐質(zhì)化程度顯著高于其他季節(jié)粒雪/表層冰，秋冬季粒雪/表層冰樣品DOM 的新鮮程度顯著高于春夏季粒雪/表層冰樣品。以上研究結(jié)果表明，達古冰川表層雪冰中DOM 的來源和組成表現(xiàn)出顯著的內(nèi)源性和季節(jié)性差異。