富营养化驱动下河流羽状流区溶解有机质的行为及效应

河流羽状流区作为河流与其受水体之间相互作用显著的水域，有迹象显示入海河流羽状流的过程复杂，并可能影响物质的生物地球化学循环，但人们对此的认识还很有限，更不用说内陆河流羽状流过程。因此，本项目拟以长江三峡水库及河口地区的不同类型羽状流为例，开展溶解有机质（DOM）行为和效应的比较研究。假定在羽状流区生态系统中，至少存在两个过程影响DOM的行为和效应：（1）上升流过程可能促进底层水体中生物难降解DOM组分的光氧化作用，进而影响微型生物碳泵（MCP）的功能；（2）富营养化过程驱动着自生源DOM的不断产生和积累，最终影响DOM的组成及对典型污染物生物有效性的影响。为此，本项目将重点研究不同类型羽状流区DOM的陆源与自生源的组成、转化与积聚过程，阐明富营养驱动下羽状流对DOM碳泵能力的影响，并揭示DOM对典型污染物的潜在效应，最终通过综合比较研究，找出控制羽状流区陆源和自生源DOM行为和效应的机制。

羽状流区是河流与其受水体之间相互作用显著的水域，其中的水文动力沉积过程复杂，可能影响物质的生物地球化学循环和污染物的行为效应，但人们对此的认识还很有限。本项目以溶解有机质（DOM）为例，针对长江河口近岸水域和三峡库区等地的羽状流，重点研究富营养驱动下河流羽状流区 DOM 的来源和组成、转化过程和碳泵能力以及积聚过程和潜在效应。主要研究进展和结果如下：阐明了长江口及近岸水域咸淡水混合过程中溶解有机质的行为特征，发现只有在DOM呈现保守行为时，才能用有色溶解有机质（CDOM）参数准确地预测DOC浓度；发现沉积物再悬浮过程或浮游生物暴发是羽状流区DOM主要的“源”，均将导致局部水域表层DOM含量的显著增加，而光降解和微生物降解作用是DOM主要的“汇”，因此上升流过程将促进底层微生物难降解DOM 组分向表层输移而被光氧化作用，进而削弱微型生物碳泵的功能；提出了冰川融水高浊度羽状流影响下的峡湾系统有机质行为的概念化模式；阐明富营养化驱动下自生源DOM的不断产生和积累将改变DOM的组成结构，进而将削减污染物的生物有效性。此外，还建立了一种基于核碱基分离分析的细胞质核酸定量方法，揭示了河口盐度梯度下特定DOM（例如，溶解态核酸）的微生物可利用性及其差异；提出了一种基于DOM来源、化学性质和生物有效性等分析的河流水质安全管理思路。