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二甲基硫(DMS)是海洋中最重要的挥发性生源硫化物,DMS进入大气后的氧化产物对全球气候变化和酸雨的形成具有重要影响。二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)作为DMS的前体物质,其生物地球化学过程影响着海水中DMS的浓度。生物生产和消耗是海洋中DMS和DMSP的主要来源和去除途径,决定表层海水中DMS的浓度及其海—气通量。研究海水中DMS和DMSP的空间分布及其影响因素,了解海水中DMS的生物生产和消耗速率,有助于评价海洋生源硫对大气硫化物的贡献率,加深海洋生源硫对全球气候和环境影响的认识。两极地区变化对全球气候变化具有指示和调控作用。本论文基于2014年7—8月对北冰洋太平洋扇区的现场调查研究,系统研究了DMS/DMSP分布特征及其影响因素,并考察了DMS的生物生产和消耗速率及海—气扩散通量,探讨了表层海水中DMS去除的主要途径。主要研究结果如下:1、北冰洋太平洋扇区海水DMS和DMSP的分布特征为:表层海水DMS含量以白令海最高(10.3±8.0 nmol/L),楚科奇海次之(6.3±5.8nmol/L),北冰洋最低(1.4±1.0 nmol/L);DMSPd(溶解态)、DMSPp(颗粒态)含量从高到低依次为白令海、楚科奇海和北冰洋。水温、盐度影响DMS和DMSP的含量和分布。在水温2-7oC海域,高温有利于DMS的释放,低温有助于DMSP的合成;白令海北部低盐度时有利于DMSP的释放,而在白令海和楚科奇海高盐度有助于DMSP的合成。DMS和DMSPd的分布与叶绿素a(Chl-a)无明显相关关系,DMSPp含量受Chl-a浓度的调控。2、北冰洋太平洋扇区表层海水DMS生物生产和消耗速率大小依次为:白令海>楚科奇海>北冰洋。DMSPd在白令海相对DMSPp对DMS的生物生产和消耗速率的控制程度更大;而在楚科奇海和北冰洋,DMSPp相对DMSPd对DMS的生物生产和消耗速率的控制程度更大,说明北冰洋太平洋扇区不同海域DMS的产生途径并不相同。3、白令海表层海水DMS的微生物消耗的生物周转时间(0.29±0.34 d)与楚科奇海和北冰洋(0.27±0.12 d)大致相当;表层海水DMS的海—气周转时间从快到慢依次为白令海(1.83±0.82 d)、楚科奇海(2.29±1.36 d)、北冰洋(5.31±4.79d);白令海和楚科奇海DMS海—气通量约为23μmol/(m2·d),是北冰洋的10多倍。调查海域表层海水微生物消耗周转时间比DMS海—气周转时间快约20倍,微生物降解相对海—气周转是表层海水DMS的主要去除途径。4、与2012年7—8月第五次北极考察结果相比,本次调查北冰洋太平洋扇区海水中DMS、DMSP的含量以及DMS海—气通量均大幅升高了数倍,楚科奇海DMS高值区范围扩大且浓度升高,这可能是调查海域水温大幅升高所致。