店埠河农业小流域水体溶解性有机质光谱时空分布特征

摘要

店埠河农业小流域是南淝河最大的支流,探究该流域水体溶解性有机质(DOM)的时空演变机制对于了解其水生生态系统至关重要。该研究结合水体的三维荧光光谱和紫外-可见光谱,采用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行组分提取,分析该流域特定时段的水体DOM荧光组分及比例,结合荧光参数(荧光指数FI、自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX)和紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))分析店埠河农业小流域水体DOM时空特征。实验结果显示:店埠河农业小流域在该特定时段(2020年9月-2021年4月)水体DOM包含2个有效的荧光组分,分别为1种类腐殖质物质(类富里酸组分)和1种类蛋白质物质(低激发类色氨酸组分),两个组分各占比例分别为53.9%和46.1%;水体三个荧光参数(FI、BIX、HIX)在不同季节(9月秋季、1月冬季和4月春季)之间的荧光参数呈现显著的季节变化差异,指明DOM总体上受陆源和内源物质的综合影响,具有强腐殖化、弱自生源特征;紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))表明1月冬季水体的DOM相对浓度和分子量大小均低于其他两个季节(9月秋季和4月春季),而各采样点DOM分子量大小和相对浓度从河流上游到下游均未呈现明显的区域变化趋势。该研究综合流域水体三维荧光光谱特征和紫外-可见光谱吸收特征,示踪了店埠河农业小流域水体特定时段DOM的组分来源,分析了其时空分布特征,从而为该流域的生态环境综合治理提供可靠的理论依据。