南海北部海水中氨基酸的分布及其对溶解有机物降解行为的指示研究

陈岩，杨桂朋，2*，纪崇霄，杨程

(1.中国海洋大学 化学化工学院 海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东 青岛 266100；2.青岛海洋科学与技术国家实验室 海洋生态与环境科学功能实验室，山东 青岛 266100)

南海北部海水中氨基酸的分布及其对溶解有机物降解行为的指示研究

陈岩1，杨桂朋1，2*，纪崇霄1，杨程1

(1.中国海洋大学 化学化工学院 海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东 青岛 266100；2.青岛海洋科学与技术国家实验室 海洋生态与环境科学功能实验室，山东 青岛 266100)

于2015年6月对南海北部海区5个断面共26个站位海水中溶解态氨基酸(THAA)、溶解有机碳(DOC)和叶绿素a(Chla)的浓度进行了科学调查。结果表明：夏季南海北部海水中THAA的浓度范围为0.40～1.95 μmol /L，平均值为(0.80±0.40) μmol /L，THAA的水平分布总体上体现出近岸高、远海低的特点，表明陆源输入对南海北部海域表层THAA分布有重要影响。THAA在断面上的垂直分布呈现出由近岸至远岸、由表层至底层逐渐降低的趋势。THAA浓度与两种D型氨基酸(D-谷氨酸：D-Glu和D-丙氨酸：D-Ala)含量之间存在显著负相关性，与天门冬氨酸/β-丙氨酸(Asp/β-Ala)和谷氨酸/γ-氨基丁酸(Glu/γ-Aba)比值之间存在显著正相关性，表明细菌的消耗是影响南海海水中THAA浓度的重要因素。D-Ala作为细菌肽聚糖中相对稳定的氨基酸，根据其占DOC的含量估算南海海水中的细菌源有机碳对DOC的贡献率为(29.32±14.32)%，其水平分布显示出近岸低、远岸高的特点；而其垂直分布则呈现出从表层至底层逐渐增加的趋势。THAA占DOC百分比(THAA-C%)的变化范围为1.02%～5.49%，平均值为(2.97±1.38)%。THAA-C%、活性因子和降解因子的高值均出现在珠江口外围区域。随着海水深度增加3种降解因子的数值均显著降低，这表明底层海水中有机物比表层海水中的有机物降解程度更大。

溶解态氨基酸；溶解有机碳；细菌降解；南海

1 引言

氨基酸是海洋中有机碳和有机氮的重要储库，也是海洋有机物中最易受生物活动影响的组分，其释放和摄取与浮游植物和细菌活动紧密结合在一起[1]。从分子构型上看，氨基酸有右旋(D)和左旋(L)之分，D型氨基酸主要来源于细菌肽聚糖的复合物或者通过L型氨基酸经化学外消旋作用向D型转化，但是后一过程非常缓慢，通常以地质年代的时间来衡量[2]。肽聚糖是细菌膜结构的生物高聚物，在海洋环境中相对稳定，因此各种D型氨基酸在成岩过程中表现为净积累。此外，在有机质选择性降解过程中某些氨基酸会相对富集而有些则会相对减少。例如：β-丙氨酸(β-Ala)和γ-氨基丁酸(γ-Aba)是天门冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)脱羧基的产物，它们在降解过程中会得到积累。此外还可利用氨基酸中的碳和氮占总有机碳和氮的比值以及计算基于氨基酸的各种降解因子来反映有机物的降解特性[3-4]。

南海是世界上最大的半封闭边缘海，处于热带季风带区域，研究表明南海浮游植物分布受到营养盐的限制[5]，初级生产力较低，年均生产力(以碳计)约为100 g/(m2·a)[6]。研究表明影响南海的水团主要包括近岸混合水团，南海表层水团和南海-黑潮混合水团[7]。陆架边缘海区域是连接陆地和海洋通量的重要界面，这一区域有机物的生物可利用性和去除机制尚不完全清楚。氨基酸作为溶解有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)中的活性组分，在指示有机物降解过程中有其独特的优势[8]。近年来关于中国近海区域氨基酸的分布、组成及来源的研究已经有所报道[6，9-15]，然而用氨基酸作为指示物来研究南海海水中DOM的来源、生物可利用性及归宿的研究还相对较少[16]。本文通过测定南海北部海区海水中溶解态氨基酸(THAA)的组成及分布特点，结合同航次DOC浓度以及其他环境因子参数，以D型氨基酸作为指示因子分析调查区域海水中细菌源有机碳的分布特征，探讨基于氨基酸的各种降解因子在指示有机物降解行为时的不同特点，这对于深入了解陆架边缘海区域DOM的生物地球化学循环具有重要的意义。

2 材料与方法

2.1 样品采集

2015年6月随“东方红2”号对南海海区5个断面共26个站位进行了科学调查，调查站位如图1所示。环境参数和水文参数，如海水温度、盐度等由船上的CTD设备在采集海水样品时同步测定完成。其中在靠近珠江口的NH-11～NH-17断面采集了不同水层的样品，分别为表层(3 m)、中层(依站位深度，10～300 m)、底层(距离海底5 m)。不同深度海水用船载CTD采集后，立即用铺有玻璃纤维滤膜(Whatman GF/F)的玻璃滤器进行低压重力过滤，过滤后滤膜用锡纸包好于-20℃冷冻保存留作测定叶绿素a，氨基酸及DOC样品分装进样品瓶，于-20℃冷冻保存；所有样品待返回实验室后于30日内测定。采样时使用的采样瓶、玻璃纤维滤膜以及锡纸均在500℃条件下灼烧6 h。

图1 2015年6月南海北部海域采样站位Fig.1 Description of the sampling station in the northern South China Sea in June 2015

2.2 样品分析

2.2.1 氨基酸的分析

根据Fitznar等提出的邻苯二甲醛(OPA)，N-异丁酰基-L/D-巯基丙氨酸(IBLC/IBDC)柱前衍生高效液相色谱法，结合本实验室条件，对海水中THAA进行测定[17]。所用仪器为Waters Alliance®高效液相色谱仪，配备四元梯度泵(e2695)和荧光检测器(e2475)，色谱柱为Merck Superspher 125 mm×4 mm 4 μm 液相色谱柱。具体为：在20 mL安瓿瓶中分别加入10 mL海水样品、40 μL 0.2%(V/V)抗坏血酸以及10 mL浓盐酸(12 mol/L)；充氮气 2 min后在酒精喷灯下烧灼密封，放置110℃中22 h；然后取90 μL水解液于玻璃内插管中，用N2吹干；样品蒸干后用90 μL Milli-Q水溶解，超声震荡1 min以帮助溶解，加入60 μL IBLC/IBDC衍生化试剂(pH=9.9)衍生化2 min即可上机测定。流动相A为pH=7.0 ± 0.05的25 mmol/L醋酸钠缓冲溶液；流动相B为pH=5.3的25 mmol/L醋酸钠缓冲溶液；流动相C为甲醇；所需流动相均经过0.2 μm(PALL Supor-450)聚醚砜滤膜过滤；进样量为50 μL，柱温20℃，荧光检测激发波长为λex=330 nm发射波长为λem=445 nm，流速0.8 mL/min，分析所用色谱程序如表1所示。

实验室所建立方法的检测限(0.52～6.18 nmol/L)，精密度(0.59%～2.04%)和回收率(75.8% ～217.5%)与国内外同类方法相当，所得色谱图如图2所示。为消除L型氨基酸的消旋化影响，在实际样品测定时所得D型氨基酸的浓度值均根据文献[18]中的公式进行校正。

表1 分析氨基酸的梯度洗脱程序

图2 D/L型氨基酸标准的液相色谱图(0.5 μmol/L)Fig.2 Standard liquid chromatography of D/L amino aicds (0.5 μmol/L)

2.2.2 DOC的测定

采用高温燃烧法用岛津 TOC-VCPH型总有机碳分析仪进行测定，测定样品的平均标准偏差小于2%[15]。选用邻苯二甲酸氢钾(预先用 105～120℃加热约1 h后，在干燥器内冷却)做为标准试剂，做标准工作曲线进行定量分析，每次开机或更换催化剂需重新配置标准溶液。实验过程中用Hansell实验室提供的低碳水(Low Carbon Water，2 μmol/L)校正仪器空白。

2.2.3 叶绿素a的测定

叶绿素a(Chla)的测定采用荧光法测定。用90%的丙酮低温避光萃取24 h，使用日立F-4500 荧光仪测定[15]。

2.3 降解指示因子

(1)THAA-C%： 氨基酸碳对溶解有机碳(DOC)的贡献率。

(2)降解因子(Degradation Index，DI)：根据Dauwe 和 Middelburg[4]提出的公式通过主成分分析来计算DI值：

c.coefi，

(1)

式中，vari为氨基酸i的摩尔百分比；AVGi为氨基酸i的平均值；STDi为氨基酸i的标准偏差；fac.coefi为氨基酸i的系数因子[3-4]。DI值的正负和相对大小具有指示意义：DI是负值，绝对值越大，说明降解程度越大；DI是正值，数值越大，表明有机质更新鲜。

(3)活性固子(Reactivity Index，RI)：

(2)

式中，酪氨酸Tyr、Phe、β-Ala和γ-Aba分别为酪氨酸、苯丙氨酸和两种非蛋白质氨基酸β-丙氨酸，γ-氨基丁酸的摩尔百分比。通常高度降解的有机物RI值接近0，而新鲜的浮游植物来源的有机物其RI值通常在4～6之间[19]。

3 结果与讨论

3.1 调查区域水文环境

由图3可见，由于夏季南海北部表层海水受到沿岸混合水团和表层水团的共同影响，近岸站位(NH-1、NH-2、NH-9、NH-10、NH-11、NH-12、NH-23、NH-24、NH-25)显示出低温(小于29℃)、低盐(小于34)的特征，表明沿岸冲淡水对于近岸站位盐度的分布有重要的影响。与南海接壤的广东省沿岸江河密布，例如珠江年平均径流量年平均达3.38×1011m3，流量为我国第二，丰富的淡水输入是造成近岸站位盐度较低的原因。值得注意的是，表层海水中盐度最低的站位(NH1)并不在珠江口附近，而是位于调查海域的东北部。这主要是因为夏季在南海海面盛行西南季风，海流方向为东北流向，径流带来的低盐冲淡水在季风、环流等因素的驱动下向东和向东南的扩散势力比较强，从而在调查区域的东部形成盐度低值区，因此海流的搬运是造成上述盐度分布重要原因[7]。而位于南海陆架上的大部分站位受到表层水团的控制，温度和盐度变化范围较大。调查海域的东部也出现了温度的高值区，该区域出现高值可能是由于受混合水团的影响，此区域出现一暖涡。Wu和Chiang[20]指出南海北部是中尺度涡多发的海域，且暖涡出现的位置变化较大。同时需要指出的是，南海表层海水温度和盐度又受到气象因素如光照、台风、降雨等的影响，在一定时空范围内也会呈现出非规律性的变化。

3.2 海水中THAA、DOC和Chla浓度的水平及垂直分布

夏季南海北部海水中THAA 的浓度范围为0.40～1.95 μmol /L，平均值为(0.81±0.40) μmol /L(表2)。与中国近海其他海区相比，其浓度与东海海水中浓度相当，低于南黄海[21]、渤海[22]海水中THAA的浓度。

表2 南海北部海水中盐度、温度、THAA、Chl a及DOC的浓度

图3 南海北部海区温度(a)、盐度(b)、DOC浓度(c)、Chl a浓度(d)和THAA浓度(e)的水平分布Fig.3 Distributions of salinity(a)， temperature(b)， DOC concentration (c), Chl a concentration (d) and THAA concentration (e) in the surface water of the northern South China Sea

THAA的水平分布总体上体现出近岸高于远海的趋势(图3)。THAA高值主要出现在珠江冲淡水影响区域，例如位于珠江口附近的NH-10、NH-11和NH-12三个站位，THAA浓度均高于1 μmol /L。与此相对应的是THAA的低值多出现在陆坡处的远岸站位，THAA浓度多小于0.5 μmol /L。表层海水的分布格局体现了陆源输入对南海北部海域THAA分布的重要影响。珠江所流经的珠江三角洲区域经济发达、大型城市密集、人口众多，由此会带来大量工业及生活污水排放入海，污水中通常含有大量的DOM(包含THAA)；因此，人类活动所带来的大量富含THAA的污水可能是导致珠江近岸海区THAA相对较高的原因之一。本次调查中，DOC的平均浓度为(87.43±31.79) μmol/L，与夏清艳等[16]对南海北部海域的调查结果类似。受近岸水团的影响，调查海域东部也出现了THAA和Chla浓度的高值。THAA在此区域的高值则可能是由于受西南季风影响海流运动对近岸海域高浓度THAA的搬运所致。表层DOC的分布与THAA类似同样是高值出现在近岸站位。本次调查发现，除去NH-11(20.47 μg/L)这一极高值站位之外，其余站位表层海水中Chla浓度很低，范围为0.01～1.08 μg/L，其中大于1 μg/L的站位全部出现在近岸站位，这体现出陆源输入对浮游植物生长的促进作用。因为沿岸径流不断补充浮游植物光合作用所需要的营养盐大大促进了浮游植物的生长繁殖，所以在沿岸区域出现Chla浓度的最大值。

NH-11～NH-17断面温度、盐度、THAA、DOC和Chla的垂直分布如图4所示。由温盐图可以看出近岸区域海水层化明显，远岸站位垂直混合较为均匀。同时在NH12站位附近盐度等值线有一向上涌起，代表该站位附近可能存在上升流。THAA在断面上的分布基本上呈现出由近岸至远岸，由表层至底层逐渐降低的趋势。在近岸站位的表层水中出现THAA的高值主要是由于陆源径流的直接输入。THAA的另一主要来源是浮游植物的释放。但是本次调查发现Chla浓度的最大值出现在20～50 m水层，这主要是因为光对浮游植物生长的限制作用所致。由于调查断面存在较强的温盐跃层，海水层化可以阻隔底层营养盐对表层的补充，再结合南海较强的光照，从而限制了表层浮游植物的生长和繁殖。THAA与Chla分布的不一致性说明，浮游植物的直接释放不是决定海水中THAA浓度分布的决定性因素，相关性分析也显示THAA与Chla之间不存在显著相关性(r=0.167，P=0.206)。

图4 南海北部典型断面温度(a)、盐度(b)、THAA浓度(c)、DOC浓度(d)和Chl a浓度(e)的垂直分布Fig.4 Vertical distributions of temperature(a), salinity(b), THAA concentration (c), DOC concentration (d) and Chl a concentration (e) in the transect of the northern South China Sea

图5 THAA浓度与D-Glu%、D-Ala%、Asp/β-Ala和Glu/γ-Aba之间的相关性Fig.5 Correlations between THAA concentration and D-Glu%， D-Ala%， Asp/β-Ala， Glu/γ-Aba， respectively

图6 南海北部表层海水中个体氨基酸的平均摩尔百分比(误差线指示个体氨基酸的平均标准偏差)Fig.6 Compositions of THAA in the surface water of the northern South China Sea (error bars are the mean standard deviations of the mole% values for amino acids)

事实上决定海水中THAA含量的因素很多，其中异养细菌的消耗是其主要去除途径，异养细菌在消耗THAA作为其自身的碳源或氮源时，作为其标志物的D型氨基酸必然得到积累。本次调查发现THAA浓度与构成肽聚糖的最主要的两种D型氨基酸(D-Glu和D-Ala)之间存在显著负相关性与Asp/β-Ala和Glu/γ-Aba之间存在显著正相关性(图5)。

3.3 夏季南海北部表层海水中溶解氨基酸的组成特点

夏季南海北部表层海水中溶解氨基酸中个体氨基酸的相对组成如图6所示。THAA中含量较高的个体氨基酸分别为甘氨酸(Gly)、L-天门冬氨酸(L-Asp)、L-谷氨酸(L-Glu)、 L-丙氨酸(L-Ala)、L-丝氨酸(L-Ser)、L-苏氨酸(L-Thr)和L-亮氨酸(L-Leu)它们约占THAA总量的63.9%。海水中含有较高含量的Gly、L-Ala、L-Ser和L-Glu等可能由于它们是构成藻类细胞蛋白质的主要成分，藻类在死亡后被细菌分解释放入海水中从而影响到海水中氨基酸的组成。调查显示L-AA的含量显著高于相应D-AA的含量，所测4种主要D-AA占THAA的摩尔百分比为分别为D-Asp=1.19%、D-Glu=2.56%、D-Ser=2.91%和D-Ala=2.63%；两种非蛋白质氨基酸(β-Ala和γ-Aba)的含量也相对较低分别为1.43%和2.86%。

南海表层海水中4种D-型氨基酸的D/(D+L)平均值分别为Asp=(9.26±3.92)%、(29.64±15.66)%、(26.30±12.97)%和(19.01±6.60)%。通过上述比值可看出南海海水中D型氨基酸在各自氨基酸单体中所占的比例较高，高比例的D型氨基酸可能与该海域较活跃的细菌生产有关。与我们的结果类似，McCarthy等[23]发现在墨西哥湾高分子量DOM中D-Ala、D-Asp、D-Ser、D-Glu 4种氨基酸占各自单体的比值为10%～30%；Kawasaki 和 Benner[24]的研究表明北大西洋近岸海水中D-Ala、D-Asp、D-Ser、D-Glu占各自单体的比例大于30%。D型氨基酸的来源主要是细菌肽聚糖的复合物，而海水中的D型氨基酸则主要是在原生动物对细菌的摄食以及病毒的侵染过程中被释放的到海水中；除此之外近来的研究表明细菌生长过程中的直接释放也是D型氨基酸的重要来源[25]。

3.4 细菌源有机质的估算

D-Ala作为肽聚糖中相对稳定的氨基酸，根据其占DOC的含量我们估算了南海海水中细菌源有机碳对DOC的贡献率。根据式(3)计算了海水或沉积物中有机碳或有机氮细菌源的贡献[8，26]。

Bacterial C (%)=100[Biomarker]sample/

[Biomarker]bacteria，

(3)

式中，[biomarker]sample和[biomarker]bacteria分别为某种D型氨基酸(例如D-Ala)在样品和在某种细菌细胞内占总氨基酸的摩尔百分比(50.3nmol/mg，以碳计)。

根据式(3)计算南海海水中的细菌源有机碳对总碳的贡献值为(29.32 ± 14.32)% 。如图7所示，细菌源有机物的分布显示出近岸低，远岸高的特点，这可能是由于近岸浮游植物来源的有机物相对含量较高的缘故；因为近岸站位营养盐浓度高、浮游植物生物量比较大，首先处于生长期的浮游植物势必会释放出大量DOM，而浮游植物死亡后其本身对海水中DOC的贡献也不容忽视。许多研究表明，浮游植物爆发或在其指数生长期之后的一段时间内会释放大量的碳水化合物(DOC的主要成分)[27-28]。综合看来近岸站位大量浮游植物源的有机物势必会降低有机物中细菌源的贡献值。与此对应的是远岸站位细菌源的贡献则相对较大(约40%)，本次调查发现远岸站位表层海水中Chla的含量很低，有些站位的浓度接近检测限。因此在远岸站位，较低的浮游植物生物量又会降低DOC中浮游植物源的贡献值而提高细菌源的贡献值。另外，根据细菌源有机物在NH-11～NH-17断面的垂直分布可以看出40～60 m以浅真光层中细菌源有机物的贡献值相对较低(小于30%)，而随着深度的增加细菌源有机物的贡献显著增大。

图7 基于D-Ala估算的细菌来源有机碳贡献值(%)的水平和垂直分布Fig.7 Horizontal and vertical distributions of bacterial carbon based on D-Ala

图8 细菌来源有机碳在表层、中层和底层海水中的分布Fig.8 Distributions of bacterial carbon in the surface layer， middle layer and bottom layer waters

如图8所示细菌源有机碳从表层至底层显示出明显上升的趋势，表层、中层和底层细菌源有机碳的贡献值分别为(20.67±9.21)%、(33.37±14.15)%、(38.54±14.67)%。方差分析显示底层水中细菌源有机碳的贡献值显著高于表层水中的数值(F=16.71，P<0.001)，这一趋势表明了细菌源有机碳对不同水层DOC的贡献不同，也暗示了海水中细菌活动对DOC在垂直方向上的迁移转化有重要影响。综合上述分析，南海作为一个寡营养的并兼顾大洋特征的陆架边缘海，夏季受不同水团影响，细菌的生产对于海水中有机物的分布和去除有重要的影响。与我们研究相似的是，许多研究都表明细菌源有机物是海洋中有机物的重要贡献者。Kaiser 和Benner[8]估算了马尾藻海水中及颗粒物中细菌源有机物对有机碳和有机氮的贡献值约为25%和50%。Fernandes[29]对比了季风前后印度洋曼多维湾颗粒物中细菌源有机碳的贡献值分别30%～78%和16%～34%，细菌源有机氮的贡献值分别为34%～79%和29%～75%。Kaiser和Benner[8]同时指出基于式(3)的估算结果仍然有可能低估了细菌的贡献值，因为上述细菌标志物在海洋中也会被光降解或者被生物活动所消耗。从全球范围看大部分的海洋都是寡营养的，因此在浮游植物活动可能受到限制的情况下，这些海区细菌在碳、氮转化过程中的作用就显得尤为突出，综合看来细菌活动在全球碳、氮循环过程中起到非常重要的作用。

3.5 氨基酸指示南海海水中溶解有机物的降解行为

为探究所调查海区氨基酸的生物可利用性，分别计算了各站位表层海水的THAA-C%、溶解态总糖(TCHO)含量占DOC的百分比(TCHO-C%)[30]、DI及RI值。计算结果表明，夏季南海表层海水THAA-C%的变化范围为1.02%～5.49%，平均值为(2.97±1.38)%。表层海水中THAA-C%的高值区域出现珠江口外围区域，低值区则出现在调查区域的东部暖涡附近(图9)。与THAA-C%的分布趋势类似，RI和DI的高值区也出现在珠江口外围海域。

图9 南海北部表层海水中降解因子的水平分布Fig.9 Distributions of different degradation index in the surface water of northern South China Sea

本次调查中，表层RI的变化范围为0.33～4.02，平均值为(1.36±0.84)，DI的变化范围为-1.32～2.12，平均值为(0.42±0.68)。RI和DI的最高值同时出现在NH-12站位。NH-12站位相对较高的DI和RI值说明该站位THAA主要来源于浮游植物新生产的有机物，该站位较高的浮游植物生物量也可以证实这一推断(Chla浓度大于1 μg/L)。与上述3个降解因子的分布不同的是TCHO-C%的高值区域出现在了东部暖涡区域，而在珠江口外围海域则出现了TCHO-C%的低值[30]。之前的调查发现南海北部真光层各种营养盐通常都低于浮游植物生长的阈值，且各营养盐之间的比例显示南海北部主要为氮磷共同限制[31]。Shen等[32]对墨西哥湾北部海域的研究也发现了THAA-C%和TCHO-C%分布区域的不一致性，他发现THAA-C%的高值区大多数出现在浮游植物生物量最大的区域，而TCHO-C%的高值往往出现在营养盐缺乏或限制的海域，这主要是因为在营养盐限制的区域浮游植物的生长受到限制，蛋白质合成量减少，但是此时光合作用并未受到影响从而导致浮游植物较多的合成碳水化合物[33-34]。

Chen等[15]发现东海典型断面不同水层中氨基酸的降解指数(THAA-C%和DI)显著不同，这表明在层化比较明显的海域不同水层DOM的降解状态可能不同。如图10所示，NH11～NH17断面上DI值的高值(大于1)出现在近岸站位的表层和中层，与DI的垂直分布类似RI和THAA-C%也在近岸站位的表层和中层出现了高值，而TCHO-C%的高值仅出现在远岸站位的表层，这可能跟营养盐条件对浮游植物的生产的影响有关。此外，在远岸站位的次表层水中也出现DI、RI和THAA-C%的高值，表明该区域水体中有机质较新鲜，但其具体来源尚不明确。各降解因子在垂直断面上的分布相似，随着深度的增加各降解因子的数值均显著降低，相关分析也显示RI与THAA-C%和DI之间存在显著相关性(图11)，这体现出底层海水中有机物相对于表层海水中的有机物降解程度更大。

图10 典型断面DI(a)、RI(b)、THAA-C%(c)和TCHO-C%(d)的垂直分布Fig.10 Vertical distributions of DI(a)、RI(b)、THAA-C%(c) and TCHO-C%(d) in the transect

图11 RI与DI和THAA-C%的相关性Fig.11 Correlations between RI and DI， THAA-C%， respectively

4 结论

本次调查发现陆源输入以及海流的搬运对南海北部海域表层海水中THAA分布格局有重要影响。THAA在断面上的分布基本上呈现出由近岸至远岸、表层至底层逐渐降低的趋势。相关性分析显示THAA浓度分别与D-Glu和D-Ala的摩尔百分比之间存在显著负相关而与Asp/β-Ala和Glu/γ-Aba比值之间存在显著正相关，表明细菌的生产与消费是决定南海北部海域海水中THAA含量的重要因素。南海海水中的细菌源有机碳的水平分布显示出近岸低、远岸高的特点；在垂直断面上呈现出从表层至底层明显增加的趋势，这一趋势说明细菌源有机碳对不同水层DOC的贡献不同，也表明中层海水中细菌活动对DOC迁移转化的重要影响。整体看来，受到南海较低浮游植物生物量和初级生产力的影响，夏季南海表层海水中有机物的生物可利用性较低。随着深度的增加各降解因子的数值均显著降低，这体现出底层海水中有机物相对于表层海水中的有机物降解程度更大。

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Distributions of amino acids and their indications for the degradation of dissolved organic matter in the northern South China Sea

Chen Yan1， Yang Guipeng1，2， Ji Chongxiao1， Yang Cheng1

(1.KeyLaboratoryofMarineChemistryTheoryandTechnology，CollegeofChemistryandChemicalEngineering，OceanUniversityofChina，MinistryofEducation，Qingdao266100，China；2.MarineEcologyandEnvironmentalScienceLaboratory，QingdaoNationalLaboratoryforMarineScienceandTechnology，Qingdao266071，China)

Concentrations of dissolved amino acid (THAA)， dissolved organic carbon (DOC) and chlorophylla(Chla) were determined in five transects of the northern South China Sea (NSCS) in June 2015. The results showed that the concentrations of THAA ranged from 0.40 to 1.95 μmol/L， with an average of (0.80±0.40) μmol/L. THAA concentrations exhibited a decreasing trend from the nearshore to offshore stations， indicating that terrestrial input plays an important role in affecting the distributions of THAA. The vertical distribution of THAA concentrations displayed a decreasing trend from the surface layer to the bottom layer. The present study found that the concentrations of THAA were negatively correlated to the D-amino acids (D-Glu and D-Ala)， but positively correlated to Asp/β-Ala and Glu/γ-Aba ratios. Our results indicated that the bacterial consumption was an important factor influencing the concentration of THAA in the NSCS. The contribution of bacterial organic carbon to DOC was (29.32 ± 14.32)% in the NSCS， exhibiting increasing trends from the nearshore to offshore sites and from the surface waters to the bottom waters. High values of carbon normalized yields of amino acids (THAA-C%)， reactivity index and degradation index (DI) were found in the area near the Zhujiang Estuary. With the increasing of the water depth， the values of the degradation factors were significantly decreased， reflecting the higher degradation extent of organic matter in the bottom waters．

dissolved amino acid；dissolved organic carbon；bacterial degradation；South China Sea

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.09.006

2017-04-03；

2017-06-04。

国家重点研发计划项目(2016YFA0601300)；海洋国家实验室“鳌山人才”卓越科学家计划项目(2015ASTP-OS12)。

陈岩(1982—)，男，山东省淄博市人，博士，从事海洋中有机物的生物地球化学研究。E-mail:yanchen@ouc.edu.cn

*通信作者：杨桂朋，男，教授，从事海洋界面化学和生物地球化学研究。E-mail:gpyang@ouc.edu.cn

P734.5

A

0253-4193(2017)09-0058-13

陈岩，杨桂朋，纪崇霄，等. 南海北部海水中氨基酸的分布及其对溶解有机物降解行为的指示研究[J].海洋学报，2017，39(9)：58—70，

Chen Yan， Yang Guipeng， Ji Chongxiao，et al. Distributions of amino acids and their indications for the degradation of dissolved organic matter in the northern South China Sea[J]. Haiyang Xuebao，2017，39(9)：58—70， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2017.09.006