東北地理所在湖泊溶解性有機物（DOM）光學特性研究中取得新進展
城市水體作為獨特的自然景觀為城市居民生活，水生態平衡，經濟及工商業發展提供多種功能性服務。近年來，隨著我國城市人口和經濟的快速增長，各大中城市建成區面積迅速擴大，陸源人為干擾活動加劇，城市水體的承載力遠超負荷，水體污染及富營養問題嚴峻，嚴重影響城市水體生態健康和流域居民的生活質量。溶解性有機物（DOM）作為水體中一種極其復雜的混合物，通常用于表征水生生態系統中有機質的含量、水質狀況及水體所受內外源的影響。因此，針對城市水體開展DOM濃度及組分的時空變化研究迫在眉睫，以期闡釋人類活動及城市擴張對水體DOM的影響機制。
由于DOM的組分復雜且難以分離，目前多使用光譜代理參數如某波段的吸收系數aCDOM(440)、光譜斜率S275-295、M值及特征吸收SUVA（254）來表征其濃度，指示其來源、芳香性和分子量大小。近年來，隨著三維熒光技術（EEMs）及其譜圖識別技術的發展，為識別DOM組分開辟了新思路。先后出現了尋峰法、平行因子法（PARAFAC）、面積積分法（FRI）來識別DOM的組分并確定其來源。因此，中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境遙感學科組的科研人員自2015年至2018年長達四年時間，定點監測采集了長春市區內15個城市水體及8個周邊非城市水體，共計獲取398個實測DOM數據，借助三維熒光及平行因子技術對比分析了城市水體DOM的光學及組分特征，追溯了其來源，同時研究了DOM的年內季節變化及年際變化。研究結果表明，城市水體和非城市水體DOM均受陸源輸入影響較大，其中城市水體水質較差多呈現富營養化，且城市水體DOM濃度明顯高于非城市水體（11.12 ± 5.36 mg L-1 > 7.46 ± 2.62 mg L-1），其蛋白類組分豐度也明顯高于非城市水體（26% > 21.3%）。此外，我們還發現DOM在夏季具有較高濃度由于其強降雨和藻類生長的雙重作用，且隨著城市建成區面積的擴張DOM濃度也略有升高，這些發現填補了城市范圍內水-陸相互作用下的DOM特征及變化研究的空白，也說明城市水體受到人為因素干擾已日趨惡化，在此呼吁廣大居民應提高環保意識，守護我們的藍天綠水，同時本研究也為城市水環境監測和管理提供了技術支撐。
該研究成果發表在國際期刊Chemosphere上，中國科學院東北地理與農業生態研究所博士研究生呂麗麗為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
該研究得到了國家重點計劃課題（2019YFC0409105）和國家自然科學基金重點項目（41730104）等共同資助。
圖1.三維熒光平行因子法識別的DOM組分及其在城市和非城市水體中的分布
圖2. 城市水體DOM的組分、濃度的年內季節變化及年際變化
論文信息如下：
Lili Lyu, Ge Liu, Yingxin Shang, Zhidan Wen, Junbin Hou,Kaishan Song*. Characterization of Dissolved Organic Matter (DOM) in an urbanized watershed using spectroscopic analysis. Chemosphere, 2021, 130210.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130210
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