长江口及其邻近海域沉积物中氨基酸组成、分布特征

【作者】 张桂成； 梁生康； 石晓勇；

【机构】 中国海洋大学化学化工学院； 中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室；

【摘要】 氨基酸是河流和海洋有机氮的重要储库,其组成和分布可示踪有机质的来源及迁移和转化等生物地球化学过程。本论文选取长江口及其邻近海域表层和柱状沉积物为研究对象,分析其氨基酸含量和组成的变化特征,结合有机碳、有机氮等数据,以氨基酸占总有机碳(TOC)比例、氨基酸占总氮(TN)比例、氨基酸降解指数(DI)、碳氮比(TOC/TN)为指标,分析研究海域沉积物有机质的来源和生物降解程度。主要结果如下:(1)研究海域表层沉积物中氨基酸含量较高,在2.0-17.1μmol/g间波动,占TOC比例为6.0%-29.4%,占TN比例为5.2%-40.0%;近岸海域沉积物中氨基酸组成相似,其中,苏氨酸(Thr)、天门冬氨酸(Asp)、丙氨酸(Ala)、色氨酸(Tyr)含量较高,占总氨基酸比例10%以上,其次为谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)、苯丙氨酸(Phe)、甘氨酸(Gly)和赖氨酸(Lys),占总氨基酸比例均在5%-10%;而亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)和缬氨酸(Val)含量较小,占比均低于5%。研究海域表层沉积物C/N值介于2.8～12.9,多数站位介于4.0～10.0;DI指数介于-1.62～3.60,并呈现出由长江口及杭州湾沿岸向外海递减的趋势。上述结果表明,研究海域近海沉积物中有机质以海源为主,但也受到陆源输入的显著影响;外海沉积物中有机质来源于浮游植物现场生产,并在沉积过程中发生了明显降解。(2)位于长江口外的DHa-2站(122°59.940′,30°30.065′)的柱状沉积物中总氨基酸含量随深度增加而降低,DI指数亦随深度增加而减小,TOC/TN值则随深度增加而增大,二者呈现明显的负相关(R2=0.573,P=0.05),表明沉积物中有机质降解程度随存留时间增长而增大,而有机氮降解较有机碳快。其中,Arg、Ile、Leu、Lys和Tyr占总氨基酸的比例随沉积物深度增加而降低,而Ala的占比则随沉积物深度增加而增加,表明前5种氨基酸优先降解,而后1种氨基酸相对难于降解。更多还原