Biogeochemistry of dissolved organic matter in an anoxic intertidal creek bank
Biogeochemistry of dissolved organic matter in an anoxic intertidal creek bank
复制标题
缺氧潮间溪岸溶解有机物的生物地球化学
DOI：
10.1016/j.gca.2014.05.038
复制
发表时间：
2014
影响因子：
5
通讯作者：
Dittmar T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seidel M;Beck M;Riedel T;Waska H;Suryaputra IGNA;Schnetger B;Niggemann J;Simon M;Dittmar T
可渗透的沿海沉积物中的海水循环是由水力梯度的潮汐变化驱动的。由此产生的海底地下水排放是水体营养物和溶解有机物 (DOM) 的来源。然而，人们对潮汐沉积物中 DOM 的循环知之甚少，因为分子 DOM 表征在分析上仍然具有挑战性。超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT-ICR-MS) 是一种可以剖析 DOM 中大量分子的技术。为了进行高分辨率 DOM 分析，我们研究了北海南部潮间溪岸深度达 3 m 的 DOM 的季节性周转以及海洋和陆地来源，并将生物地球化学过程与 FT-ICR-MS 数据以及无机孔隙水化学分析、固相提取溶解有机碳 (SPE-DOC) 的 δ13C、溶解黑碳联系起来 (DBC) 和溶解碳水化合物 (DCHO)。从滩涂上层到滩涂边缘的海水循环路径中，溶解的铁、锰、磷、总碱度、溶解氮、DOC 浓度不断增加，硫酸盐随之减少，表明微生物活动持续存在。 Si浓度、不饱和脂肪族化合物、肽分子式和同位素更多13 C富集的SPE-DOC朝向潮坪边缘的相对增加表明再矿化过程从埋藏的藻类（硅藻）和微生物生物质中调动DOM。深度<100cm的沉积物中的孔隙水含有13C贫化的SPE-DOC和高度不饱和的化合物，这些化合物可能源自被侵蚀的泥炭，这表明生物可利用的海洋DOM（例如DCHO）从水柱中快速去除，并且选择性富集陆地DOM。 DBC 浓度在潮汐溪附近的排放孔隙水中最高，表明潮间带是沿海海洋的重要 DBC 来源。在低水位线处积聚的孔隙水 DOM 富含 N 和 S。我们推测，这部分是由于 DOM 与溶解的硫化物和铵发生反应，这可能会增加 DOM 的耐火特性，从而降低其对原位活性微生物的生物利用度。
Seawater circulation in permeable coastal sediments is driven by tidal changes in hydraulic gradients. The resulting submarine groundwater discharge is a source of nutrients and dissolved organic matter (DOM) to the water column. Yet, little is known about the cycling of DOM within tidal sediments, because the molecular DOM characterization remains analytically challenging. One technique that can dissect the multitude of molecules in DOM is ultrahigh-resolution Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR-MS). To aim at a high resolution DOM analysis we study the seasonal turnover and marine and terrestrial sources of DOM in an intertidal creek bank of the southern North Sea down to 3 m depth and link the biogeochemical processes to FT-ICR-MS data and the analyses of inorganic porewater chemistry, δ13C of solid-phase extracted dissolved organic carbon (SPE-DOC), dissolved black carbon (DBC) and dissolved carbohydrates (DCHO). Increasing concentrations of dissolved Fe, Mn, P, total alkalinity, dissolved nitrogen, DOC and a concomitant decrease of sulfate along the seawater circulation path from the upper tidal flat to the tidal flat margin indicate continuous microbial activity. The relative increase of Si concentrations, unsaturated aliphatics, peptide molecular formulae and isotopically more13C-enriched SPE-DOC towards the tidal flat margin suggests that remineralization processes mobilize DOM from buried algal (diatoms) and microbial biomass. Porewater in sediments <100 cm depth contains13C-depleted SPE-DOC and highly unsaturated compounds which are probably derived from eroded peats, suggesting rapid removal of bioavailable marine DOM such as DCHO from the water column and selective enrichment of terrestrial DOM. DBC concentrations are highest in the discharging porewater close to the tidal creek suggesting that the intertidal flat is an important DBC source to the coastal ocean. Porewater DOM accumulating at the low water line is enriched in N and S. We hypothesize that this is partly due to DOM reacting with dissolved sulfide and ammonium which may increase the refractory character of the DOM, hence making it less bioavailable forin situactive microbes.
登录
查看更多内容
影响因子：
5
作者：
T. Riedel;K. Lettmann;B. Schnetger;M. Beck;H. Brumsack
通讯作者：
T. Riedel;K. Lettmann;B. Schnetger;M. Beck;H. Brumsack
影响因子：
4.9
作者：
Beck, M.;Riedel, T.;Engelen, B.
通讯作者：
Engelen, B.
生物地球化学和分子生物学联合分析揭示，平流和扩散决定了潮间带沉积物中微生物群落的垂直分布
影响因子：
3
作者：
M. Seidel;J. Graue;B. Engelen;J. Köster;H. Sass;J. Rullkötter
通讯作者：
J. Rullkötter
影响因子：
4.5
作者：
M. Moran;L. Pomeroy;Edward S. Sheppard;L. Atkinson;R. Hodson
通讯作者：
M. Moran;L. Pomeroy;Edward S. Sheppard;L. Atkinson;R. Hodson
DOI：
--
发表时间：
1996
期刊：
Journal of chemical information and computer sciences
影响因子：
--
作者：
T. Wieland;A. Kerber;R. Laue
通讯作者：
R. Laue