海水中颗粒有机物是海洋中有机物的主要存在形式之一，颗粒有机物的生物地球化学过程与各种化学驱动因子包括盐度、DO、pH、营养盐等密切相关，在海洋中生物地球化学循环中扮演着重要的角色.东海长江口附近的海域既是重要的陆架边缘海，又是赤潮高发区，因此对东海赤潮高发区颗粒有机物的研究对于海洋碳循环以及大洋的研究具有十分重要的意义(张乃星等，2006).

海水中颗粒有机物的研究始于20世纪60年代，主要在浓度、分布、来源以及迁移转化上取得了一系列的成果(Bates et al., 2005;Gebhardt et al., 2004; Giani et al., 2005; Flores-Cervantes et al，2009;Hung et al., 2000;Hung et al., 2007;Mishonov et al., 2003;Stramska et al., 2010;Wiedinmyer et al., 2009;Wang et al., 2004)，国内关于海水中颗粒有机物的研究已取得了丰硕的成果，在东海、渤海、黄海和南海等陆架边缘海及许多河口区都系统的开展了对颗粒有机物的分布、来源、迁移转化的研究(程君， 2011，刘文臣等， 1996，1997；金海燕等，2005；Hung et al., 2000；石晓勇等，2011).至此，人们已对全球许多海域颗粒有机物有了初步的了解.

本文依据2010年5月对东海赤潮高发区的调查数据，研究了颗粒有机物的分布特征，并对其影响因素进行了探讨，以期为中国近海颗粒有机物的研究提供基础资料.

2010年5月7日—5月24日海洋科学调查船“科学三号”对东海赤潮高发区进行了科学调查，调查范围覆盖东海长江口及闽浙沿岸海区的8个断面41个站位.调查站位如图 1所示.

图 1(Fig. 1)

图 1 东海调查站位 Fig. 1 Sampling stations in the East China Sea

现场水样采集采用Niskin采水器，每站采集表、中、底层水样(中层取样深度约为10 m)，水样采集后，用0.7 μm的玻璃纤维滤膜(Whatman GF/F，预先于马弗炉中450 ℃灼烧6 h)过滤(过滤体积视颗粒有机物浓度而定)，滤膜立即用铝箔包好置于-20 ℃冷冻保存.在实验室中，将解冻的滤膜用浓盐酸酸雾熏12 h后，放入50 ℃的烘箱中烘干，用PE2400II元素分析仪分析测量定POC、PON的浓度.本研究中所需的温度、盐度、叶绿素、浊度的测定均依据文献进行(GB17378.7—1998； Grasshoff et al., 1999；Parsons et al., 1984).

表 1为5月东海赤潮高发区各层次颗粒有机物的浓度范围.整个调查海区POC和PON的浓度范围分别为91.15~3655.17 μg · L^-1和12.59~684.57 μg · L^-1，平均值为(745.64±632.05)μg · L^-1和(126.04±106.32)μg · L^-1.图 2为5月东海赤潮高发区各层次颗粒有机物含量的平面分布图.由图 2可见，东海赤潮高发区颗粒有机物整体上呈现近岸高、外海低的趋势；POC与PON的分布相近，其高值区主要集中在长江口外、舟山群岛东部海域以及闽浙沿岸海区.

表1(Table 1)

表1 调查海区颗粒有机物的浓度 Table 1 Concentrations of POM in the study area

表1 调查海区颗粒有机物的浓度 Table 1 Concentrations of POM in the study area 水层 POC/(μg·L-1) PON/(μg·L-1) 浓度范围 平均值±S 浓度范围 平均值±SD 表层 91.15~3112.33 864.33±656.57 12.59~388.11 135.92±86.92 中层 164.63~2309.43 702.86±470.93 18.75~640.71 122.93±86.21 底层 114.66~3655.17 605.67±735.75 16.10~684.57 112.64±39.63 整体 91.15~3655.17 745.64±632.05 12.59~684.57 126.04±106.32

图 2(Fig. 2)

图 2 东海赤潮高发区颗粒有机物及影响要素平面分布 Fig. 2 Horizontal distributions of POC and PON and controlling factors

就POC、PON各层浓度变化而言，底层变化最大，POC表层变化次之，而PON则为中层变化次之，POC中层最低且颗粒有机物浓度变化较表层和底层小了很多，而PON变幅的最低值则集中在表层.从POC和PON的平均浓度来看，表层平均浓度最高，中层次之，略低于表层，而底层最低.

表层POC和PON的浓度范围分别为91.15~3112.33 μg · L^-1和12.59~388.11 μg · L^-1，平均值为(864.33±656.57)μg · L^-1和(135.92±86.92)μg · L^-1；表层POC和PON在长江口外存在高值区，高值中心POC浓度为3112.33 μg · L^-1，并且具有向东北方向扩张的趋势，在杭州湾舟山群岛的东南海域和闽浙沿岸出现次高值中心，高值中心POC浓度分别达到2178.00 μg · L^-1和2286.70 μg · L^-1.表层PON和POC的分布十分相似，长江口高值中心达到 298.98 μg · L^-1，舟山群岛东南海域的高值区为292.00 μg · L^-1，闽浙沿岸PON的高值为388.11 μg · L^-1.

中层POC和PON的浓度范围分别为164.63~2309.43 μg · L^-1和18.75~640.71 μg · L^-1，平均值为(702.86±470.93)μg · L^-1和(122.93±86.21)μg · L^-1；中层POC和PON的分布与表层相似，长江口外POC的浓度比表层小了很多，高值中心为2309.43 μg · L^-1，并呈由西向东外推趋势，中层长江口到闽浙沿岸等值线也能看出近岸高、远岸低的分布特点.闽浙沿岸POC高值中心达到1891.70 μg · L^-1.同时，PON的分布与POC相似，北部高值中心达到470.47 μg · L^-1，南部高值中心达到294.21 μg · L^-1.

底层POC和PON的浓度范围分别为114.63~3655.17 μg · L^-1和16.10~684.57 μg · L^-1，平均值为(605.67±735.75)μg · L^-1和(112.64±39.63)μg · L^-1.底层POC和PON的浓度水平比较高，存在两处高值区，其中，在杭州湾口附近，以杭州湾口为高值中心呈扇形向外扩展，湾口出现最大值，为3655.17 μg · L^-1，另一高值区位于调查海域的南部，最高值为1527.00 μg · L^-1，等值线整体上沿海岸线分布，底层PON和POC的分布相似，杭州湾口附近最高值为684.57 μg · L^-1，南部海区高值达到239.00 μg · L^-1.

利用颗粒有机物的C/N(POC/PON)来判断颗粒有机物的来源是一种经典方法，即当C/N小于Redfield比值(106 : 16≈6.6)时，说明颗粒有机物的来源来自海洋自生(刘文臣等，1998)，从C/N分布图可以看出，表、中层C/N的高值区主要位于长江口外，高值中心最大值为17.81，同时，表、中层盐度的低值中心、浊度的高值中心也主要在长江口外，因此，长江口外颗粒有机物的高值中心主要受陆源输入(主要是长江径流)的影响.

由叶绿素的平面分布可以看出，表、中层叶绿素的高值中心与颗粒有机物的高值中心基本一致，高值中心位于舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸海域，且叶绿素的值偏高(高值中心最大值为18.69 μg · L^-1，表、中层平均值为5.36 μg · L^-1)，结合图 3表、中层颗粒有机物与叶绿素具有较好的相关性(r=0.53，N=87，p<0.0001)可以得出，舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸海域颗粒有机物高值区主要受浮游植物活动的影响.

图 3(Fig. 3)

图 3 颗粒有机物与Chl-a、浊度相关性 Fig. 3 The relationship of POM and Chl-a，turbidity

底层颗粒有机物的浓度很高且主要集中在长江口以及杭州湾口海区，而叶绿素平面分布显示底层叶绿素的浓度普遍偏低(最大值为6.21 μg · L^-1，平均值为1.45 μg · L^-1)，根据底层叶绿素与颗粒有机物相关性分析(r<0.1)可知，浮游植物的活动不再是影响颗粒有机物的主要因素，底层C/N分布基本上都小于6.6，说明陆源输入不在是主要影响因素，而底层盐度、浊度的分布与底层颗粒有机物的分布基本一致，并且底层浊度与颗粒有机物具有很好的相关性(r=0.67，N=54，p<0.0001)，所以底层颗粒有机物主要受到了底层沉积物再悬浮的影响.

本研究选取东海赤潮高发区典型断面Za进行分析.由图 4可知，颗粒有机物的浓度随深度的增加而降低，呈现典型的表层高、底层低的特征.Za断面POC的浓度范围是16.88~685.00 μg · L^-1，平均值为(160.56±220.01)μg · L^-1，PON范围为1.24~118.40 μg · L^-1，平均值为(25.00±38.76)μg · L^-1.从图 4可见，水深<15 m的浅水区域，颗粒有机物的浓度较高；水深>15 m颗粒有机物的浓度降低明显.对比温盐分布图，说明颗粒有机物的浓度分布受到陆源输入的影响，对比叶绿素的分布发现叶绿素的分布与颗粒有机物的分布并不一致，说明浮游植物的活动不是影响颗粒有机物的主要因素，而从C/N范围为5.64~27.79，平均值为11.68±6.45，只有远海站位Za6a和Za5表层的C/N小于6.6，近岸站位Za1、Za3的C/N远大于6.6，所以陆源输入以及近岸沉积物再悬浮是影响该断面颗粒有机物的主要因素(刘文臣等，1998).

图 4(Fig. 4)

图 4 东海赤潮高发区颗粒有物及各要素垂直分布 Fig. 4 Vertical distributions of POC and PON and influence element

本研究选取东海赤潮高发区典型站位Za3进行24 h连续观测，每隔3 h采集不同层次海水进行颗粒有机物的分析，颗粒有机物的周日变化如图 5所示.

图 5(Fig. 5)

图 5 Za3站位东海赤潮高发区各要素周日变化 Fig. 5 Diurnal variations of POC and PON and elements at Za3 station

从各层POC浓度的日平均值来看，10 m层最高，为1157.02 μg · L^-1，表层略低于10 m层，30 m层最低，为290.79 μg · L^-1，垂直方向的变化趋势为水体中的POC从上而下日平均浓度逐渐降低，但接近底层又逐渐升高；从各层POC的周日变化来看，10 m层POC周日变化最大，为2335.17 μg · L^-1；表层POC的日变化幅度仅次于10 m层，变幅为2161.52 μg · L^-1，30 m层POC的日变化最小，为93.27 μg · L^-1.

从POC周日变化的时间上来看，表层和10 m层POC浓度整体上呈现半日周期变化，POC在14:00出现高值，在02:00出现最低值，30 m层和底层POC变化波动很小，从温盐的周日变化图中可以看出该站有比较明显的层化现象，使得POC上下交换受阻.从叶绿素周日变化可以看出，春季光照充足，光合作用在中午达到高峰，真光层(20 m以内)浮游植物会产生大量的有机物，使得午后颗粒有机物的浓度出现最大值，随着时间的推移，光合作用在减弱，颗粒有机物的浓度也相应的降低.

PON的周日变化与POC的周日变化趋于一致，10 m层周日变化最大，表层次之，30 m层PON浓度趋于稳定，波动较小.

1)2010年春季赤潮高发区颗粒有机物(POC和PON)的浓度范围为91.15~3655.17 μg · L^-1和12.59~684.57 μg · L^-1，平均值分别为(745.64±632.05)μg · L^-1和(126.04±106.32)μg · L^-1，就POC和PON的平均浓度来看，表层平均浓度最高，中层次之，略低于表层，而底层最低.

2)平面分布上，颗粒有机物整体上呈现近岸高、远岸低的分布特点，长江口外、舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸都出现高值；垂直分布上，颗粒有机物呈现出典型的表层高、底层低的特征，表现出大洋水的性质；周日变化上，Za断面除了30 m层以下颗粒有机物比较稳定外，各层颗粒有机物整体上表现出全日周期变化.

3)从平面分布和垂直分布可知，长江口外颗粒有机物的高值中心主要受陆源输入(主要是长江径流)的影响，舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸海域颗粒有机物高值区主要受浮游植物活动的影响，底层颗粒有机物主要受到了底层沉积物再悬浮的影响.

致谢： 感谢暨南大学吕颂辉教授提供的2010年Chl-a现场数据和国家海洋局第二海洋研究所管卫兵研究员提供的CTD数据.