趙 亮， 沈家葳， 蔣 昊

(天津科技大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院，天津 300457)

在全球硫收支中，化石燃料的燃燒和海洋生物活動向大氣排放了大量硫化物，而火山、陸地生物的排放對大氣硫的貢獻則相對較小[1-3]。因此，為了研究全球硫收支，海洋硫循環(huán)的研究不可或缺。

在海洋硫循環(huán)中，DMS、羰基硫(Carbonyl Sulfide, COS)、硫化氫(Hydrogen Sulfide, H2S)、甲硫醇(Methanethiol, MeSH)、二硫化碳(Carbon Disulfide, CS2)等生源硫化物是海洋-硫循環(huán)的重要產(chǎn)物[2]。其中，COS是溶解有機物光化學(xué)氧化的產(chǎn)物，而微生物、浮游植物對COS的生產(chǎn)基本沒有影響，且只有在某些近岸和陸架的高生產(chǎn)力水域才會有顯著的COS的海-氣通量[4]；H2S會在厭氧、好氧交界處被氧化，或者，成為鐵的硫化物而沉積，一般，河口和鹽沼等近岸淺水區(qū)會向大氣排放少量H2S[2]；MeSH的產(chǎn)率很高(3～90 nmol·L-1·d-1)，但相比DMS，其周轉(zhuǎn)時間很短，會快速降解[5-6]；而CS2與H2S類似，海洋是大氣CS2的小源，且一般在近岸沉積物孔隙水中，會有顯著的CS2通量[2]。

作為海洋硫循環(huán)研究的熱點，多年以來，DMS引起了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。許多學(xué)者已經(jīng)完成了大量的現(xiàn)場觀測工作[14-18]，但現(xiàn)場觀測獲取的DMS的相關(guān)數(shù)據(jù)在時間、空間上存在不連續(xù)性，研究人員很難從物理、生物、化學(xué)的角度，全面解讀DMS時空分布差異的影響機制。為了認(rèn)識和解析DMS的時空分布、量化DMS對全球大氣溫室效應(yīng)的貢獻，一些學(xué)者開始?xì)w納DMS的生消過程，建立DMS循環(huán)的生態(tài)模型，用以模擬DMS產(chǎn)量，估算DMS的海-氣交換通量，并分析其時空變化機制[19-21]。

1 DMS生化過程及其參數(shù)化的綜述

二甲基硫來源于二甲巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP, Dimethylsulfoniopropionate)[14]，其生消過程較為復(fù)雜，與浮游植物、浮游動物、細(xì)菌等生物因素以及光照、營養(yǎng)鹽等環(huán)境因素有關(guān)。浮游植物可以通過同化硫酸鹽(還原作用)獲得硫元素，再通過一些特殊的生化反應(yīng)生產(chǎn)顆粒態(tài)的DMSP(DMSPp)[22]。最近發(fā)現(xiàn)，海洋中的團聚拉布倫茨氏菌(Labrenzia aggregata)也可以合成DMSP[23]。

1.1 前體物質(zhì)-DMSP的生物生產(chǎn)及其參數(shù)化

DMSPp的產(chǎn)量會受到生物因素(如浮游植物種類、生長階段等)和環(huán)境變量(如溫度、營養(yǎng)鹽、輻射量等)的影響[24-25]。棕囊藻從71 mmol·L-1(對數(shù)期)增加到161 mmol·L-1(穩(wěn)定期)時，胞內(nèi)DMSPp濃度增加[26]。當(dāng)出現(xiàn)營養(yǎng)鹽限制時，浮游植物胞內(nèi)蛋白質(zhì)減少，DMSP含量增加[27]。在缺氮，尤其是高鹽、低氮的條件下，浮游植物會加速生產(chǎn)DMSP以代替glycine betain作為滲透壓調(diào)節(jié)劑[28]。骨條藻胞內(nèi)DMSPp、C摩爾比為0.002 0，而在N限制時，這個比值增加了70%[29]。

影響DMSPp產(chǎn)量的因子眾多，但完美再現(xiàn)DMSPp的生產(chǎn)是DMS循環(huán)參數(shù)化的關(guān)鍵，前人已經(jīng)做了許多嘗試。在參數(shù)化浮游植物的DMSPp產(chǎn)量時，通常利用浮游植物含碳或氮量、生物體內(nèi)的硫碳或者硫氮比，用兩者的乘積來計算浮游植物胞內(nèi)DMSPp的含量。早期，使用了基于實驗的浮游植物硫碳、硫氮比常數(shù)[19-31]；后來Gabric和Vallina考慮了輻射對硫碳、硫氮比的影響[32-33]；而Vogt和Belviso則關(guān)注了更多的影響因子，包括藻種、光照、鐵和磷酸根[34-35]。

1.2 DMSP的釋放及其參數(shù)化

在浮游植物生長過程中，其細(xì)胞會分泌DMSPp，而在DMSPp分泌過程中，若在破裂的浮游植物細(xì)胞附近或其細(xì)胞本身有高親和酶系統(tǒng)，DMSPp會快速轉(zhuǎn)化為DMS；若不存在親合酶系統(tǒng)或者在低親和酶系統(tǒng)的情況下，則浮游植物分泌的DMSPp只會形成溶解態(tài)的DMSP(DMSPd)[25]。所以，浮游植物胞內(nèi)DMSPp會以DMSPd或者DMS的形式釋放，其釋放途徑主要有以下四種：

(1)浮游植物細(xì)胞主動分泌(Active exudation)

浮游植物胞內(nèi)DMSPp的分泌可能與浮游植物(如：棕囊藻)的生長階段有關(guān)[36]，但一般使用獨立于浮游植物生長階段的DMSPp常數(shù)分泌率來參數(shù)化細(xì)胞的主動分泌[19-20,30-33,37]，即使用浮游植物胞內(nèi)DMSPp含量和DMSPp分泌率的乘積來計算浮游植物細(xì)胞的主動分泌。然而，在強的紫外輻射、營養(yǎng)鹽限制和高鹽度的環(huán)境壓力下，浮游植物胞內(nèi)的部分DMSPp會降解為DMS[29,38]，即浮游植物會同時分泌DMSPd和DMS。因此，Gabric使用獨立于浮游植物生長階段的DMS分泌率計算浮游植物DMS的分泌[19-20,30,32]。Vallina認(rèn)為不能忽略光照、浮游植物生長率對浮游植物主動分泌的影響，建立了關(guān)于光照、浮游植物生長率、最大分泌率的DMS分泌率函數(shù)[33]。由于浮游植物主動分泌量很小，可以忽略不計[5]，Steiner和Denman在建立DMS概念模型時，忽略了浮游植物的主動分泌[39]。Vogt則“跳過”了浮游植物的DMSPp主動分泌的過程，直接建立了DMS分泌率與光照、藻種的關(guān)系[34]。

(2)捕食作用(Grazing)

在黃、東海部分海域，當(dāng)葉綠素濃度在普通水平，而橈足類生物量較高時，海水中DMS和DMSP的濃度很高[40]。因此，不能忽略浮游動物捕食作用對DMSPp釋放的影響。Wakeham發(fā)現(xiàn)，饑餓的浮游動物的腸道內(nèi)的DMSP的含量很低，即DMSP并沒有在浮游動物體內(nèi)明顯富集[41]。幾個可能的原因：DMSP主要富集在小于10 μm的顆粒有機物中，而這部分DMSP可能難以被浮游動物直接利用，它會以糞粒的形式從浮游動物體內(nèi)排出[42]；攝食活動可以增強浮游植物的酶活性，提高浮游植物對DMSPp的降解效率[43]；位于浮游動物腸道和糞粒中微生物可以降解DMSP[41]。一般來說，使用被捕食浮游植物DMSPp的溶解比例、浮游植物被捕食率以及浮游植物DMSPp含量乘積來計算捕食活動下DMSPp的釋放[31,33-34,37,44]。Gabric利用浮游動物的DMSP的分泌率來模擬捕食活動下的釋放[19-20,32]，而Archer和Vogt還考慮了捕食活動下DMS本身的釋放[31,34]。

(3)浮游植物衰老、死亡釋放(Autolysis)

當(dāng)浮游植物細(xì)胞步入衰老期時，會大量釋放DMSPd和DMS，且衰老期浮游植物釋放的DMS是生長期時的7～26倍[45]。通常，忽略浮游植物本身對DMSPp的降解作用，以浮游植物死亡釋放DMSP的比例、浮游植物死亡率及浮游植物胞內(nèi)DMSPp含量的乘積，計算了浮游植物死亡所致的浮游植物DMSPp的釋放[33,37,44]。Archer和Vogt則同時參數(shù)化了浮游植物死亡所致DMSP、DMS的釋放[31,34]。

(4)病毒入侵(Viral attacking)

Bratbak認(rèn)為隨著近岸水華的衰退，大型病毒顆粒明顯增加，且病毒活動會終結(jié)水華[46]。因此，病毒可能與浮游植物細(xì)胞的衰老有關(guān)，會加速浮游植物對DMSPp的釋放。但是，對病毒入侵所致的DMSPp釋放貢獻的定量研究還很困難，幾乎所有參數(shù)化模型都不考慮病毒入侵的影響。

從廣義上講，細(xì)胞溶解(浮游植物形態(tài)和生化上的變化所致的浮游植物細(xì)胞的溶解)源于浮游動物捕食、病毒入侵等環(huán)境壓力和自身凋亡。在不同環(huán)境壓力下，不同途徑對DMSPp釋放的貢獻不同，但遺憾的是，我們很難明確區(qū)分這些途徑對釋放DMSPd、DMS的貢獻。

有趣的是，浮游植物生產(chǎn)的DMSPp可能未完全轉(zhuǎn)化為DMSPd或DMS，DMSPp，會通過沉降、埋藏過程從水體中清除。一些研究顯示：在近岸，DMSPp的沉降率為(0.1～16.6) %·d-1，而在遠(yuǎn)海，DMSPp沉降率相對較小，為(0.03～0.74) %·d-1[25,47-48]；Zhuang等人則發(fā)現(xiàn)隨著水深的增加，沉積物中的DMSP減少，即近岸有顯著的DMSP的埋藏[49]。

1.3 DMSP的消耗、DMS的生產(chǎn)及參數(shù)化

如上文所言，浮游植物胞內(nèi)的DMSPp和水中的DMSPd會被降解。浮游植物細(xì)胞含有DMSP裂解酶，能降解DMSPp(Algal DMSP lyases cleavage)。細(xì)菌則可以降解DMSPd(Bacterial DMSPd uptake)，且降解途徑有兩條：裂解(Cleavage)，細(xì)菌也含有DMSP裂解酶，它能裂解DMSPd，產(chǎn)物為DMS和丙烯酸(Acrylate)；去甲基化(Demethylation)，DMSPd經(jīng)過一系列去甲基化和降解反應(yīng)，生成甲硫醇和丙烯酸。當(dāng)海水中DMSPd的濃度較高時，未被同化的DMSPd會被DMSP裂解酶裂解，且裂解過程占主導(dǎo)地位；在低濃度時，反甲基化過程占主導(dǎo)地位[50]；Kiene認(rèn)為這兩個途徑的占比取決于細(xì)菌對硫的需求和海水中DMSPd的可利用性[6]；Stefels則認(rèn)為裂解過程的占比取決于DMSP生產(chǎn)者的生物量和細(xì)菌的生長階段或狀態(tài)[25]。反甲基化過程對生物更有利，通常，反甲基化消耗的DMSPd高于裂解過程的消耗量[6]。一些浮游植物還可以攝取DMSPd，這也是水體中DMSPd的一種去除途徑[51]。

大多DMS的循環(huán)模型使用細(xì)菌對DMSPd的分解率和水體中DMSPd濃度的乘積來參數(shù)化細(xì)菌對DMSPd的分解。Six和Maier認(rèn)為，DMSPd的分解率與溫度有關(guān)[44]；也有學(xué)者建立了細(xì)菌消耗與細(xì)菌生物量等相關(guān)參數(shù)的函數(shù)[31,33-34]。而細(xì)菌裂解生產(chǎn)DMS(裂解DMSPd)的部分(Bacterial DMSP lyases cleavage)，通常以DMSPd濃度、細(xì)菌對DMSPd的降解率、細(xì)菌消耗中裂解的比例的積計算，Belviso則認(rèn)為細(xì)菌對DMS的生產(chǎn)率與磷酸根、鐵、溶解有機碳有關(guān)[35]。除了微生物(主要是細(xì)菌)能夠降解DMSPd，海水中的自由DMSP裂解酶也能消耗一部分DMSPd(Free DMSP lyases cleavage)。自由DMSP裂解酶裂解的參數(shù)化方案與細(xì)菌裂解的類似，以DMSPd的濃度、自由DMSP裂解酶活性的積來計算自由DMSP裂解酶的裂解對DMS產(chǎn)量的貢獻[19-20,30-34]。

除了海洋微生物以及浮游植物等通過DMSP裂解酶裂解生產(chǎn)DMS，其他一些途徑也能生產(chǎn)DMS，但不是DMS的主要來源[52]。在厭氧環(huán)境下，DMS的氧化產(chǎn)物二甲亞砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)也會在一些厭氧細(xì)菌的作用下，還原為DMS[53]。某些微生物也能利用無機硫化物(一氧化碳、二氧化碳)和甲基化組分合成DMS[54]，而無機硫化物(硫化氫)和甲硫醇等的甲基化也能生成DMS[55]。目前模型未考慮這些過程。

1.4 DMS的去除及其參數(shù)化

DMSP的降解產(chǎn)物DMS會繼續(xù)活躍在海洋地球生物化學(xué)過程中，它的去除途徑主要有三條：

(1)微生物降解(Bacterial DMS degradation)

細(xì)菌是微生物降解的主力軍，無論有氧(以甲基化合物為營養(yǎng)的生絲微菌屬和自養(yǎng)的硫桿菌屬)、無氧(硫酸根還原菌屬以及甲烷菌屬)，細(xì)菌都能把DMS分解為硫酸鹽和含碳化合物[56]。通常，以細(xì)菌消耗率和DMS濃度的乘積來模擬細(xì)菌對DMS的降解過程。下面列舉了不同海域細(xì)菌對DMS的消耗率，巴倫支海的細(xì)菌消耗率為0.18～0.52 d-1[20]；亞熱帶北大西洋為0.4 d-1[57]；馬尾藻海為0.01 d-1[37]；北冰洋為0.11 d-1[32]。一般而言，光照的增強會抑制細(xì)菌的消耗作用[58]，Kloster建立了細(xì)菌消耗率與溫度、DMS濃度的函數(shù)[59]，也有學(xué)者考慮了細(xì)菌生物量等相關(guān)參數(shù)對細(xì)菌消耗的影響[33-35,60]。

(2)光化學(xué)氧化(Photochemical oxidation)

DMS會在光和化學(xué)氧化劑的作用下分解。DMS的光解反應(yīng)主要發(fā)生在紫外B(UVB，280～315 nm)和光合有效輻射(PAR,380～460 nm)波段[53]，近岸海水含有充足的天然光敏劑，在它們的作用下，DMS也可在可見光下光解[61]。當(dāng)DMS濃度小于50 nmol·L-1時，DMS光降解是光強的一級動力學(xué)反應(yīng)；濃度大于50 nmol·L-1時，DMS光降解是光強的零級動力學(xué)反應(yīng)[53]。DMS的光解作用會受到DMS濃度、水色(葉綠素、無機懸浮物和黃色物質(zhì))、到達海面的光照強度等的影響[62]。還有研究表明，光解水平還與硝酸鹽濃度有關(guān)[63]。一般，用光化學(xué)氧化率和DMS濃度乘積來參數(shù)化DMS的光解。Kieber等人建立了關(guān)于PAR(380～460 nm)的光化學(xué)氧化率的經(jīng)驗公式(1)[53]；也有人建立了關(guān)于UVA和UVB的經(jīng)驗公式(4)[64]；Gabric等人還考慮了黃色物質(zhì)(CDOM)對光解的影響[65];Toole等人實現(xiàn)了此參數(shù)化方案，如公式(7)[66]。如下所示：

φz=φ·PAR(z)，

(1)

PAR(z)=PAR0·e-Kz，

(2)

K=aw+ap(P1+P2+0.4Z1)+adD。

研究區(qū)位于桐城市西部龍眠街道龍眠村、黃燕村、風(fēng)形村、雙溪村及黃甲鎮(zhèn)楊頭村，地理中心點坐標(biāo)為：東經(jīng)116°54′20″、北緯31°06′30″。本區(qū)地處大別山東麓，屬龍眠山脈，區(qū)內(nèi)地勢由西北向東南逐漸降低，海拔高度在60～900 m，其中“桐城小花”茶多種植在300～800 m的低山緩坡地帶，茶園樣式以斜坡茶園為主，局部山體坡度較大區(qū)域為梯級茶園，研究區(qū)為桐城市“桐城小花”茶的核心主產(chǎn)區(qū)。

(3)

其中：φ為單位輻射下的光解率[(W·m-2)-1·h-1]；K為衰減系數(shù)(m-1)；z是深度(m)[31,62]。公式(3)分別考慮了水體本身、浮游動植物、碎屑的影響[39]。

φz=cA·UVA(z)+cB·UVB(z),

(4)

KUVA=1.5·K,

(5)

KUVB=4·K。

(6)

其中：cA和cB分別為對應(yīng)波段單位輻射下的光解率[(W·m-2)-1·h-1]；UVA(z)和UVB(z)隨深度變化，如公式(5～6)[39]。

(7)

其中：aCDOM(λ)為CDOM吸收系數(shù)(m-1)；φ(λ)為CDOM吸收1摩爾光子所分解DMS的摩爾數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化為DMS濃度(m3·E-1)；E0(λ,t,z)為輻照度(E·m-2·s·nm-1)。

下面，列舉了不同海域的光氧化的消耗系數(shù)，太平洋海域為0.04 h-1[53]；北海北部0.03～0.07 h-1[67]；亞得里亞海為0.12 h-1[68]；大西洋西部為0.026～0.086 h-1，其中，近岸和陸架為0.033～0.086 h-1，開闊大洋為0.026～0.029 h-1[69]；南極為0.16～0.23 h-1[63]。

(3)DMS的海-氣交換(Air-sea exchange)

DMS分子會以擴散或氣泡等形式進入大氣。目前，有兩種“獲取”其通量的手段：一為直接測量技術(shù)，包括梯度通量法(半經(jīng)驗)和微氣象學(xué)法(直接)。遺憾的是，雖然直接測量技術(shù)能通過相關(guān)儀器方便地獲取DMS的海-氣通量，但是，這類儀器花費不菲，還未得到廣泛地應(yīng)用。在實際科研工作中，多采用模型法計算海-氣交換通量，一些學(xué)者給出了風(fēng)速、溫度依賴的交換系數(shù)的估算公式，包括(LM86、W92、W99、N2000)[70-73]，但Bell認(rèn)為海-氣交換系數(shù)不僅僅與風(fēng)速、溫度有關(guān)，還與湍流、波浪、氣泡、表面活性劑和相應(yīng)氣體的化學(xué)活性等有關(guān)[74]。一些學(xué)者基于區(qū)分白帽(Whitecap)的技術(shù)，給出了考慮水溫、風(fēng)速和熱穩(wěn)定度的海-氣交換系數(shù)的求解(E93、AW98)[75-76]，Esters等人認(rèn)為海-氣交換系數(shù)與海表湍動能耗散有關(guān)，并建立了相關(guān)公式(EL16)[77]。

圖1 海洋DMS循環(huán)示意圖Fig.1 Diagram of the DMS cycle in the ocean

圖1簡要地描繪了海洋DMS循環(huán)，實線表示常規(guī)生態(tài)模型包含的DMS的循環(huán)過程；虛線表示常規(guī)模型未參數(shù)化的過程。浮游植物能合成DMSPp，且胞內(nèi)一部分DMSPp會被DMSP裂解酶裂解，并以DMS的形式釋放，而胞內(nèi)未裂解的DMSPp則通過上述一些途徑，以DMSPd的形式進入水體。進入水體的DMSPd會被自由DMSP裂解酶和細(xì)菌分解，生成DMS，而DMS則通過細(xì)菌降解、光化學(xué)氧化、海-氣交換去除。

1.5 DMS統(tǒng)計模型的研究

除了考慮復(fù)雜生物過程的方法，還可以通過直接測量DMS濃度和相關(guān)環(huán)境變量，并利用統(tǒng)計方法建立DMS和相關(guān)環(huán)境變量的統(tǒng)計模型，以此計算濃度分布，估算海-氣通量。

Anderson等人建立了DMS濃度關(guān)于葉綠素濃度(C, mg·m-3)、日均短波輻射(J, W·m-2)、營養(yǎng)鹽限制因子(Q=N/(KN，N)，無量綱)的全球統(tǒng)計模型(AN01)[78]；Simó和Dachs考慮了葉綠素濃度(Chl, mg·m-3)、混合層深度(MLD, m)對DMS濃度的影響(SD02)[79]；Vallina和Simó則考慮了太陽輻射量(Solar Radiation Dose, SRD)對DMS濃度的影響(VS07)[80]；而Miles等人建立了關(guān)于紫外輻射量(UVRD)的統(tǒng)計模型(MI09)[81]。相比生態(tài)模型，統(tǒng)計模型跳過了DMSP、DMS生消過程，通過簡單的經(jīng)驗關(guān)系，粗略地估計DMS濃度。

1.6 DMS氣候效應(yīng)的研究

基于第一點疑問：Gabric等人探究了南大洋對溫室效應(yīng)的響應(yīng)，相比于一倍二氧化碳，在兩倍二氧化碳排放下，DMS年通量增加了2%～8%[85]；Gabric等人又模擬了三倍二氧化碳下，全球的響應(yīng)，相比于一倍二氧化碳，DMS年通量增加了14%，且波動存在巨大的緯度差異，高緯波動大，赤道變化則很小，在50°S～60°S海域，DMS通量波動最大，增加106%[21]；Bopp等人也模擬了兩倍二氧化碳，相比于一倍二氧化碳，DMS通量增加了3%，熱帶地區(qū)減少了15%，南半球中緯度地區(qū)則增加了30%[86]。Kloster等人則認(rèn)為海洋對全球變暖的反饋包括海表溫度(SST)升高、海冰消退、海洋普遍的酸化，模型結(jié)果表明：相比于1861—1890年，2061—2090年DMS的海-氣通量減少了10%[87]；Six等人認(rèn)為相比于工業(yè)化前，2100年全球DMS排放減少了(18±3)%，且酸化海水中DMS的濃度很低[88]。

對于第二點疑問：若南大洋DMS海-氣通量增加5%(2%～8%)，CCN濃度會增加2%～4%，大氣輻射波動為-0.29(0.08～0.56)W·m-2，這項衰減相比于二氧化碳對全球溫室效應(yīng)的貢獻很小[85]；若DMS海-氣通量增加3%，輻射衰減了0.05 W·m-2，在DMS通量較高的40°S～50°S，輻射衰減約為-1.5W·m-2，但其對溫室效應(yīng)的緩解作用還會被人為二氧化碳排放對輻射的貢獻(2.5～3 W·m-2)所平衡[86]；若全球DMS海-氣通量增加4.6%，南半球海表的平均溫度會減少0.8 K，而北半球則會減少0.4 K，對輻射的貢獻為-0.48 W·m-2[89]；若DMS海-氣總通量增加，北極SST(易受全球變暖影響，變化幅度大)，補償最明顯[90]。

不難看出，DMS對溫室效應(yīng)的響應(yīng)以及其對氣候的反饋存在顯著的空間差異，且這種響應(yīng)和反饋包含了復(fù)雜的海洋生物地球化學(xué)過程，但不可否認(rèn)的是，DMS與氣候確實存在交互過程。

1.7 東中國海研究進展

Xu等人模擬了全球DMS海-氣通量，發(fā)現(xiàn)在40°S～60°S、赤道太平洋和近岸海域，存在顯著的DMS的海-氣通量，其中，在東中國海高生產(chǎn)海域，海水中DMS濃度較高，也有顯著的DMS通量[13]，中國東部陸架海對全球硫收支有重要貢獻。

根據(jù)前人積累的認(rèn)識和經(jīng)驗，已經(jīng)具備了建立中國近海DMS循環(huán)模型的條件。

2 展望

針對DMS循環(huán)，國內(nèi)外許多研究團隊已經(jīng)獲取了豐碩的成果，探究了DMS循環(huán)的各個過程，獲取了DMS時空分布的基本認(rèn)識，同時，也開展了一系列DMS時空分布的機制分析。針對中國近海DMS循環(huán)，也完成了大量現(xiàn)場觀測和圍隔實驗，但DMS循環(huán)模型的建立還處于起步階段，且尚未發(fā)現(xiàn)中國近岸的DMS循環(huán)模型相關(guān)文章。

由于DMS循環(huán)模型的建立還處于起步階段，目前的模型還存在一些問題，例如，模型無法完全區(qū)分不同藻種對DMSP產(chǎn)量的影響，沒能明確區(qū)分不同釋放途徑對水體中DMSPd、DMS含量的貢獻。與此同時，DMS三種去除過程的參數(shù)化方案不一：如上文中提到的，不同波段對DMS的光氧化率不同，因此，選擇合適的公式對于區(qū)域硫循環(huán)的模擬來說，至關(guān)重要；模擬細(xì)菌對DMS的消耗需要解決細(xì)菌生物量這個難題，當(dāng)然，也可以直接引入一個細(xì)菌消耗率常數(shù)，簡化這個過程；而海-氣交換通量的參數(shù)化公式較多(包括LM86、W92、E93、W99、AW98、N2000、EL16)，這些公式存在很大的不確定性，因此，不同方法估算的海-氣交換通量差異較大。

就中國近海開展的區(qū)域硫循環(huán)研究來說，影響中國東部陸架海域DMS時空分布的影響因子是如何控制DMS的源、匯及輸運的？DMS濃度分布是否存在年際變化？DMS的海-氣交換通量具有怎樣的時空特征，受到哪些環(huán)境因子的影響？以上種種問題還有待進一步深入。針對區(qū)域DMS循環(huán)，還需開展更深入的研究，需要重建與環(huán)境參量有關(guān)的DMS的統(tǒng)計模型，亟須發(fā)展適合中國近海的一個中國東部陸架海域物理-生物地球化學(xué)耦合三維生態(tài)動力學(xué)模式。

總的來說，在現(xiàn)場觀測、受控實驗、實驗室模擬、遙感、歷史資料、同位素技術(shù)的支持下，已經(jīng)初步具備了建立中國近海DMS循環(huán)模型的條件，根據(jù)前人積累的認(rèn)識和經(jīng)驗，作者期望：通過歸納涉及DMS生物生產(chǎn)、生化消耗等過程的經(jīng)驗關(guān)系，提出適合東中國海DMS循環(huán)的相應(yīng)參數(shù)化方案，發(fā)展一個中國東部陸架海域物理-生物地球化學(xué)耦合三維生態(tài)動力學(xué)模式；再通過數(shù)值模擬，獲取中國近海DMS濃度、海-氣通量的時空分布，著手探究DMS濃度時空分布差異的形成機制和影響因素，如不同物理、化學(xué)、生物過程等影響因子在哪些海區(qū)、什么季節(jié)起主控作用，如何控制等，為開展情景預(yù)測提供知識、數(shù)據(jù)儲備；基于優(yōu)化后的中國東部陸架海域物理-生物地球化學(xué)耦合三維生態(tài)動力學(xué)模式，模擬中國東部陸架海域DMS濃度的時空分布、DMS的海-氣交換通量，定量評估中國東部陸架海域?qū)θ虼髿鉁厥倚?yīng)的貢獻，并在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合碳循環(huán)的模型，開展對中國近海氣候變化的情景預(yù)測，討論氣候效應(yīng)。