南海北部沿海水域中二甲基硫和二甲基巯基丙酸外文翻译资料

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南海北部沿海水域中二甲基硫和二甲基巯基丙酸

a.中国科学院华南海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室，广州510301。

b.中国科学院，北京100049。

c.中国广州济南大学红潮与海洋生物研究中心，广州510632。

关键词：二甲基硫、二甲基巯基丙酸、浮游植物、沿海水域、中国南海

摘要

在2000年夏天的七八月对中国南海北部的海岸表层和底部的水域进行了二甲基巯基丙酸（DMSP）和二甲基硫（DMS）生产总值的调查。在水域的表面，颗粒物DMSP和DMS的平均浓度分为和。在水域底部，DMSP和DMS的平均含量分别为26.37720.83 nM和2.0971.55nM。很明显不同的区域的DMSP和DMS的含量并不相同（p＜0.05，n=40），但不是指垂直分布上（p＞0.05，n=40），根据记录最高浓度的DMSP是在深圳水域的表面，最低的位于湛江水域的表面。相应地DMS波动最高(6.79 nM)和最低(0.83 nM)值分别在南澳岛(汕头)的深圳水和底层水的表面。相关的进一步分析表明DMS/DMSP的生产与盐度和叶绿素a的含量并没有密切关系（p＞0.05，n=40）。然而当它低于28.2°C()时，温度进一步下降 ()，水域底部的DMS会随着温度的增加而增加。此外在地表水域，光强度对DMSP的生产有着显著的影响 ()，在高辐照度时DMSP浓度会升高。总的来说，夏季北SCS沿海地区DMS的海气通量范围在范围内，平均通量为。（2016年爱思唯尔有限公司版权所有）

1.介绍

二甲基硫醚(CH₃-S-CH₃，DMS)是海洋环境中重要的硫化合物，它每年在海洋的通量在13-37 Tg，贡献了全球生物硫50%的通量到大气中。DMS不仅能对海洋系统和全球硫循环产生化学影响，而且还能影响全球气候。在大气中，它的氧化化合物(非海盐硫酸盐气溶胶粒子)可以通过反向散射太阳辐射和间接的云凝结核直接影响气候。由于海洋表面温度和太阳辐射的变化，DMS的生产变化对地球的气候有一定的调节作用。

DMS主要由一种存在于许多海洋生物中前体化合物DMSP产生，如微藻，大型海藻和无脊椎动物。在不同的分类群中，产生DMSP的能力各不相同，而与其他类群(如硅藻)相比，普林藻纲和沟鞭藻纲能产生更高的DMSP/DMS。例如，在世界各地的海水中，以球形棕囊藻(属于普林藻纲)为主导的春花已经与大量的DMS的生产有关联。此外，虽然DMSP在藻类生理学上的确切作用尚不明确，但DMSP及其裂解产物可以作为一种相容的溶质、冷冻保护剂、抗氧化剂，以及在DMSP生产生物中蛋氨酸的生化循环中；因此，DMSP和DMS的生产可能与生理压力有关，这影响到生物体的生长和代谢。除了组成丰富，DMSP/DMS在海水中的浓度还受到许多环境因素的影响，如温度、盐度、光、营养、电流和速度。因此，全球海洋水体的DMS浓度有着显著地不同。在全球范围内的分布，使得对全球通量的精确估计变得困难。

有人认为，海洋中最温暖、最咸、最明亮的水域中的DMS排放到大气中的速率最高。在这方面，热带和亚热带地区DMS的生产应该比温带地区更丰富。南海作为最大的边缘海，其面积为3.5106平方公里，具有较高的温度、盐度和辐照度，但生产效率相对较低。研究了SCS中的DMS分布，在南方SCS中DMS浓度与叶绿素a (Chl-a)含量之间有着一定的的相关性，但在中央SCS中没有发现这种相关性。此外，从珠江河口(前)北部SCS沿横断面的调查显示DMS有着显著的空间变化，并且最高值是位于河口的，并且认为海洋口是(河口和相应的羽流)DMS的重要来源。作为最近的沿海省份，广东，尤其是珠江三角洲，正遭受着硫沉积的影响，酸雨的pH值仅为4.64(广东，2002)。海洋对流层中DMS氧化的非海盐硫酸盐气溶胶是导致沿海地区自然降水酸度的主要原因。因此，了解天然DMS产量对局部硫沉积的作用是必要的。

然而，人们对SCS的来源，分布和影响知之甚少，特别是在富营养化的沿海地区和上涌地区，这些地区的DMSP/ DMS含量应该比贫瘠的开放海域更丰富。基于以上假设，考虑到SCS的热带和亚热带地区的特征，我们对北部的富营养化沿海水域的DMSP和DMS含量进行了具体的量化尝试。研究了盐度、温度和光照强度对沿海水域生物DMS生产的影响，并对微藻中的DMSP进行了田间试验。在DMS/DMSP和Chl-a内容之间进行了进一步的分析，随后对DMS的海-气通量进行了估计，并根据停滞的film 模型 (Liss 和斯莱特， 1974)，，对fluxes 的海空对空气进行了估计，以解释南海沿岸的 izontal dms 分布， 作为估算从海到大气的区域 dms flux 的依据。

2.材料和方法

2.1现场取样和治疗

选取了20个采样点，覆盖了包括近海、水产养殖区和港口站在内的北部SCS沿岸的不同地区，以调查在夏季期间DMS和微粒DMSP的分布情况。在每个站，用YSI仪器测量温度和盐度的垂直剖面。光强用便携式照度计LX-2(日本)测量。在白天从10：00到15：00使用2.5 L Niskin采样器收集海平面(0-0.2 m)和底部(采样站海床上方0.5-1.0 m)的海水。通过GF/C过滤器对测定的水样的DMS和DMSPp进行了测量。两个水样都储存在聚乙烯瓶中(100毫升)，没有头空间，在4节的黑暗中保存过滤器，直到进一步分析(收集后1个月内)。将Chl-a(每个样品500毫升)的子样本立即过滤到0.45 mm的纤维素滤纸上，并在提取了90%丙酮后，用透纳设计荧光计进行荧光测定。根据Parsons等人(1984)的方法，在实验室中提取了90%的丙酮，在实验室中提取了0.45 mm的纤维素过滤器，并对其进行了荧光测定。

2.2 浮游生物采样和分析

中生代浮游生物通过垂直拖曳从1.0 m以上的沉积物到水面，其中有169 mm大小的浮游生物网(分别为0.5m和1.45 m的口直径和长度)。用福尔马林在5%的最终浓度下固定和保存样品，并在倒置显微镜下计数。使用55mu;m网格大小浮游生物网(分别为0.37和1.3米口直径和长度)收集微体浮游植物并用1% Lugol碘溶液保存。在显微镜下(Leica DM2000)进一步鉴定和列举浮游植物种类。没有安装流量计在净口腔测量海水的数量，因此，大量的浮游植物和浮游动物总用时，在后面的分析中只分别使用相对丰富的优势种草案。

2.3 DMS和DMSPp含量的测定

DMS和DMSPp都是根据Turner等人(1990)所描述的方法进行分析的。取用在海水中的DMS (20 mL)用氮气直接清洗11分钟后集中在Tekmar3000系统中，并使用惠普公司的气相色谱(QP-5000)-质谱(HP5973)进行分析，并配上选定的离子监测器(SIM)。色谱柱是一种融合的石英毛细血管-17柱(0.25 mm 30 m)，在被过滤的DMSPp样品中，加入2.0 mL的noh，再加入2.0 mL正己烷，以恢复溶液。在室温条件下，在室温下进行12-h水解(DMSPp to DMS)后，收集大约1.0 mL的n-hexane-DMS萃取(上清液)，并使用与SIM相结合的GC-MS (HP6890-HP5973)进行DMS浓度的测定。校准是通过基于在乙二醇溶液中加入已知量的标准DMS，以脱气的海水，随后与海水样本进行相同的程序。常规样品分析的分析精度一般优于5%，DMS的检测限为0.1 nM。

2.4 DMS通量的计算

利用Ma et al.(2005)所给出的简化方程计算DMS通量，该方程基于Liss和Slater(1974)的气-海气体交换方程(1974) (1)

其中F为DMS ()的海空通量，K为DMS传递速度，H为亨利定律常数，而Cg和Cl分别为大气和海水相中的DMS浓度()。大气中DMS的浓度可以忽略不计，因此可以用以下方程计算通量： (2)

根据Liss和Merlivat(1986)的公式，可以根据风速和海水温度估计K。

图1所示，在南海北部，有20个采样点(1-20)，温度、盐度和叶绿素a分布的研究区地图。

答：表面温度(°C)；B：底部温度(°C)；C：表面盐度；D：底层盐度；E：叶绿素a的表面浓度()；F：叶绿素a的底浓度()。

（3）

（4）

（5）

在T(°C)和二氧化碳施密特数在20°C时风速u ()和(T)是DMS施密特数的一个比值。 ； 使用下面的公式计算DMS的施密特数温度T(°C) ：

（6）

上述计算参考了Ma et al.(2005)和其中的参考文献，并从当地气象站获得了风速。

2.5.数据分析

采用spss11.0软件进行统计分析(DMS、DMSPp、温度、盐度、光照强度、Chl-a含量的相关分析)。参数测试是使用专门的变量正态分布。

3.结论

3.1环境因素

北部SCS位于亚热带地区，夏季水温较高，范围在25.3-31.5，平均值为28.7。盐度沿海岸的变化有着显著的空间变化，在10到35之间波动，在沿海地区的平均值为27.1。记录中最低盐度(8)在深圳蛇口港(14站)， 因为暴风雨，最高记录(35)在近海区域的汕头岛(站1) (图1)。相应地，光强度在今年夏天期间普遍变量高，由于暴风雨的造成，最高(125000 lx)和最低(o10000 lx)值分别在龟山岛(站16)和大亚湾电台(站6 - 7)。

根据浮游植物生物量，Chl-a显示出明显的空间分布，范围从阳江的离岸地区(站17)的0.04毫克/m³ 到深圳蛇口港口(14站)的3.55毫克/m³，平均值为0.57毫克/m³(图1)。主要物种和相对丰富的浮游植物和浮游动物在每个车站总结如表1所示。浮游植物的组合大多数以硅藻为主导，包括骨架线、毛刺、根茎和氮化藻。在深圳(10-13站)、洪海湾(18号站)和汕头(1 - 2号站)附近的一些车站，甲藻丰富，DMSP_P含量相对较高(表1)。除浮游植物外，浮游动物的组合通常以桡足类、枝角和轮虫为主。值得注意的是，在桡足动物和枝角类丰富的地方，海水的DMS的浓度通常高于1.60 nM，例如深圳的监测站(站5-10，12-13)和洪海湾(3-4站)(表1)。

3.2 DMS和DMSP_P的分布

在地表水中，DMSP_P和DMS的平均浓度分别为42.60731.94 nM (4.33-100.62 nM)和 (1.01-6.79 nM)；在底部水浴中，DMSP_P和DMS的平均含量分别为(3.58-70.38 nM)和 (0.83-7.34 nM)。DMSPp和DMS的浓度有着显著的变化空间()，但不垂直()。所记录中DMSP_P的最高浓度(100.62 nM)在深圳(11号站)的水域表面，最低 (4.33 nM)在湛江水(第19站)的水域表面。在深圳水域(12号站)，DMS波动较大(6.79 nM)，而最低(0.83 nM)在汕头(1号站)水域底部。

3.3 DMS、DMSP_P和环境因素之间的关系

相关的分析进一步揭示了DMS和DMSP_P的产量与盐度和Chl-a的含量没有密切关系（。然而对海水DMS含量的影响，温度呈现出一个复杂的现象。虽然对于表面的DMS的浓度没有影响，但在底部的DMS浓度随着温度的增加，最初的皱褶逐渐减少。当温度低于28.2；当温度高于28.2出现了明显的的负面影响(图3)。对于水域表面光强对DSMP_P也有显著的积极影响。

3.4.估计DMS的通量

使用停滞的电影模型(Liss和Slater，1974)估算了夏季DMS的海气通量，结果总结在表2中。总的来说，DMS流量水平(平均值)通常不是很高，最低（）的南澳岛近岸地区(2号站)及附近和最高（）的洪海湾海岸(三号站)。

4讨论

本研究提供了以下基本信息，北区沿海水域的站的DMS和DMSP的分布。这个地区位于亚热带地区，特点是高温，高辐照，在夏季，盐度变化剧烈。此外，此区域通常富含有机和无机元素。重要的是，这导致了大量的浮游植物生物(通常是藻华)沿着海岸，特别是在河口处生长。

图2所示。在南海北部的沿海水域甲基(DMS)/ DMSP_P颗粒分布。A：DMS (nM)的表面浓度；B：DMS的底浓度(nM)；C：DMSPp (nM)的表面浓度；D： DMSPp (nM)的底部浓度。

图3所示在南海北部的沿海水域（n=40）DMS浓度和温度之间的关系。观察发现表面水域的DMS没有明显的变化趋势，但底部的DMS首先随着温度增加直到28.2°C，但之后随温度的进一步提高而降低。虚线表示95%的置信区间。

北部地区的水域。该地区位于亚热带地区，具有高温、高辐照度和夏季剧烈盐度变化特征。此外，该地区具有典型营养丰富的有机和无机物质，这导致了沿海岸大量的浮游植物生物量(通常是藻华)，特别是在河口和海湾。与近海区域相比，沿海地区更容易受到环境因素的剧烈变化的影响，包括物理、化学和生物因素。

图4所示南海北部沿海水域表面DMSP_P与光照强度的关系。观察DMSP_P和光强度之间呈现显著的正相关关系。参数(特别是人为影响)。因此，在沿海水域的DMS和DMSP浓度变化更大，预测更复杂，了解其在时间和空间尺

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