第7章 海洋有机地球化学
海洋地球化学绪论课件
海洋地球化学的概念及研究内容海洋地球化学主要参考书1. 赵其渊等编，海洋地球化学，地质出版社，1989 （青岛海洋大学）2. Roy Chester, Marine Geochemistry(2nd ed.), Oxford: Blackwell Science Ltd, 19993. 张正斌、陈镇东、刘莲生、王肇鼎著，海洋化学原理和应用——中国近海的海洋化学，海洋出版社，19994. 张经主编，中国主要河口的生物地球化学研究，北京，海洋出版社，19965. 赵一阳、鄢明才，中国浅海沉积物地球化学，北京，科学出版社，19945. 宋金明著，中国近海沉积物-海水界面化学，海洋出版社，19976. 陈松等著，海洋沉积物-海水界面过程研究，海洋出版社，1999海洋地球化学的定义李法西（1987）研究海洋中化学物质的含量、分布、形态、转移和通量的学科。
它是地球化学中以海洋为主体的一个分支，也是化学海洋学的主体。
赵其渊（1989）海洋地球化学是地球化学的新兴的分支学科，是地质学、海洋地质学、海洋学和海洋化学相结合而形成的边缘科学，它集中研究海洋环境下的各种地球化学作用过程和在这些过程中化学元素的行为规律和自然历史。
胡明辉（1998）* 研究海洋中物质的来源、迁移、转化及循环过程* 研究全球海洋收支（budget）平衡（balance）* 研究各种界面过程及物质的输入输出通量例子1：海洋中Mg的收支不平衡（imbalance）问题海洋中Mg的通量(1012mol/yr) ：河流输入：+ 8.0大气再循环：-0.5 -6.3 （？）离子交换：-1.2问题：Mg到哪里去了？——海洋化学（溶液化学时代）长期未能解决的一个悬案70年代末~ 80年代初，MIT的Edmond等开展海底热泉活动的化学通量研究，发现镁的热液输出通量与河流通量相当，解决了长期未决的海洋主要物质不平衡（balance）的悬案，同时也补足了一份海洋物质收支平衡的较完整的清单。
地球化学中的有机地球化学
地球化学中的有机地球化学地球化学是一门研究地球化学元素的分布、运移、化学特性及其在地球圈层中的变化规律的科学。
有机地球化学则是研究有机物质在地球中的分布、特性、形成与演化的学科。
它是现代地球化学领域中的一个分支，与矿物地球化学、水文地球化学等有机结合，构成了地球化学研究的核心内容。
本文将从有机地球化学的研究对象、有机质的主要成分、有机地球化学古气候学、有机地球化学与环境科学等几个方面结合实例进行阐述。
一、有机地球化学的研究对象有机地球化学的研究对象包括石油、煤炭、天然气、沉积岩石等。
这些物质均含有不同程度的有机质，是现代人类社会生产生活的重要能源与原料资源。
石油、煤炭、天然气是含碳量极高的有机物，其成分除了含碳之外，还含有氢、氮、硫等元素。
石油和天然气是构成地球深部烃类资源的主要成分，而煤炭则是由大量的植物残骸在地质历史长期压缩和化学反应形成的，是地球上储量最丰富的燃料。
沉积岩石则是指岩石中含有可见的、经过生物化学反应后形成的化石和其他有机标志物的沉积物。
有机质最为集中的地方是深度较浅的沉积岩系。
研究沉积岩石中的有机质，有助于了解岩石的沉积环境、沉积旋回、海水温度、海平面变化等。
有机质通常包括一系列的生物标志物，如芳香烃、脂肪烃等，这些标志物具有结构独特、成分多样、稳定性高的特征，可以用来将岩石的沉积环境重建出来。
二、有机质的主要成分有机质的主成分是有机碳、有机氮、有机硫、有机氧等元素的有机物。
为了更好的理解有机质和岩石成因的关系，我们需要掌握有机质的具体特征。
（1）碳同位素组成燃料油、煤中的有机碳含量可以用碳同位素组成进行表征。
碳同位素组成是指不同样品中碳的不同原子量之间的比例，以表征碳源以及化学分馏过程。
同位素测量得到的结果是以δ13C ‰ (PDB) 的形式表示的。
其中δ13C为样品同位素组成相对于标准物质Pee Dee Belemnite（PDB）的偏移值，计算公式如下：δ13C ‰ (PDB) = [(13C/12C)样品/(13C/12C)PDB - 1] × 1000‰（2）生物标志物分析生物标志物分析是有机地球化学中的重要研究手段之一。
第七章 生物地球化学循环(一)
第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成第2节土壤的性质第3节物质循环与土壤形成第4节土壤分类与土壤类型第4节生态系统的组成与结构第6节生态系统的能量流动第7节生态系统的物质循环第8节地球上的生态系统引子：生物地球化学循环概述一、何谓生物地球化学循环？1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复不断进行的物质和能量的交换过程。
2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底）4.主体：生物和土壤5.循环的介质：水和大气二、人类对生物地球化学循环的影响1.大气、水体、土壤的污染2.污染物质的迁移、转化和集散3.对人类健康的威胁第1节土壤的组成引言：土壤与土壤肥力1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。
2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。
3. 土壤是一种类生物体代谢和调节功能比生物弱（如温度）不具有生长、发育和繁殖的功能不具有功能各异的器官一、土壤的无机组成1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。
土壤中各种化学元素的最初来源；土壤矿物质的粗质部分；经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。
2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。
土壤矿物质中最细小的部分；具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
土壤有机部分的最初来源2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。
具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
土壤中生活的重要生物类群三、土壤水分1.土壤水分通常是以溶液的形式存在的。
海洋地球化学
海洋地球化学海洋地球化学是研究海洋中化学元素和化合物分布、运移、转化的科学。
它是地球化学的分支学科之一，涉及海洋与陆地、大气、地球内部之间的关系，研究的对象包括海水中的主要元素和微量元素、溶解气体、固体物质、有机物、微生物等。
海洋地球化学的研究对于了解地球历史演化和环境变化，以及探索海洋资源、保护环境具有重要的理论和实际意义。
一、海水成分及循环过程海水成分主要包括溶解的离子和混合的物质。
其中，主要离子有Na+、Cl-、Mg2+、SO42-、Ca2+、K+等，呈现明显的非均衡态分布。
海水中的物质不断受到陆源输入、沉积物物质释放、生物作用、大气输入等多种因素的影响，引起其成分和性质的变化。
海水循环包括大气输入、滨海带循环、深海底泥循环等过程。
二、海洋生物地球化学海洋生物地球化学是研究海洋生物和与环境之间的相互作用及其化学过程。
生物在海洋生态系统中起着重要的作用，海洋生物可以参与或调节一系列关键的化学过程，为世界的碳循环贡献重要的力量。
海洋生物地球化学研究涉及到海洋生态学、海洋微生物学等多个学科。
三、海洋污染与治理由于工业化和城市化的发展，海洋污染问题日益凸显。
海洋对于全球气候和环境的影响是极其重要的，其受到的污染严重影响着人类的生存和生态平衡。
海洋污染治理包括源头控制、处理和减轻、绿色海洋建设等多种手段。
海洋科学家要密切关注海洋污染的现状和趋势，积极开展治理工作。
综上所述，海洋地球化学是一门重要的学科，具有广泛的研究内容和实践意义，其研究成果对于维护海洋生态环境，提高生态气候变化认识等都有重要的作用。
这门学科相当复杂，需要多个学科的知识支撑，需要不断探索新的科学方法和技术手段，才能更好地推动海洋地球化学的发展。
海洋化学 复习重点
元素逗留时间:某元素以稳定速率向海洋输送，将海水胸该元素全部置换出来所需要的时间（单位:年）称为该元素的逗留时间。
前提条件 1.稳态 2. 元素在海洋中是均匀的海洋“稳态”原理: 海洋中各元素的含量（供给和从海水中去除）处于一种动态平衡的状态。
dA/dt=0 各元素含量不随时间改变保守性元素:海洋中的浓度表现为无变化或几乎无变化的元素。
非保守性元素:海洋中的浓度表现为随位置变化而变化的元素。
恒比规律:尽管各大洋各海区海水的含盐量可能不同，但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值。
海水盐度:是指海水中全部溶解固体与海水重量之比，通常以每千克海水中所含的克数表示。
海水氯度简称“氯度”:早期定义为：一千克海水中所含的溴和碘由等当量的氯置换后所含氯的总克数。
单位为“克/千克，符号为Cl‰。
为了使氯度值保持永恒性，便于相互比较，克努森和雅科布森在1940年提出新的定义：沉淀0.3285233千克海水中全部卤素所需银原子的克数，即为氯度。
标准海水:经过放置和严格的过滤处理，调整其氯度为19.38‰左右（其氯度值准确测定到0.001‰）的大洋海水。
中国标准海水由中国海洋大学生产，其氯度值与中国海平均氯度数值相近，在17—19‰左右。
实用盐度标度:将盐度为35的国际标准海水用蒸馏水稀释或经蒸发浓缩,在15℃时测得的相对电导比.绝对盐度:符号SA，定义为海水中溶解物质的质量与溶液质量的比值营养盐:一般指磷、氮、硅元素的盐类。
营养盐再生:在真光层内，营养盐经生物光合作用被吸收，成为生物有机体组成部分，生物体死亡后下沉到真光层以下，有机体分解、矿化，营养元素最终以无机化学形式返回到海水中的过程为营养盐再生。
铁假说:离子缔合:两个异号电荷离子相互接近到某一临界距离形成离子对的过程。
EH:通称氧化还原电位，氧化还原反应强度的指标。
PH:指氢离子浓度指数,是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。
1.大气的气体组成可分为不变气体成分和可变气体成分两部分：不变气体成分（11种）主要成分：N2、O2、Ar 微量成分：He、Ne、Kr、Xe、H2、CH4、N2O；可变气体成分：CO2、O3、NO2、CO、SO2、NH3、H2O2.生源: CH4、NH3、 N2O、 H2、 CS2、 OCS 光化学: CO、 O3、 NO2、 HNO3、 OH、 HO2、H2O2、 H2CO 闪电: NO、HO2 火山: SO24.真实气体（ Vander Waals方程）式中，a、b为范德华常数。
《海洋生物地化循环》PPT课件
CaCO3骨 骼
钙化作用CaCO3
浮游动物和游泳动物
分 解
细菌
深海沉积物
游离溶解CO2
呼吸
浮游植物光合作用 溶解和颗粒性碎屑
可燃冰
4.3 提高海洋初级生产力的途径
马丁理论（the iron hypothesis ） John Martin(1935-1993)
“Give me a half tanker of iron, and I will give you an ice age. ”
Nitrogen (N), phosphorus (P) and Silicon (Si) is a major
nutrient requirement for phytoplanktons.
Why phytoplankton need Fe
Fe is required for efficient photosynthesis, as photosystem II requires 2 atoms of Fe. In low dissolved Fe conditions inactivation of photosystem II can be as high as 50%.
在未来十年，我国将投入8.1亿元对这项新能源的 资源量进行勘测，有望到2008年前后摸清可燃冰 家底，2015年进行可燃冰试开采。
可燃冰的开采是一柄“双刃剑”！
甲烷与CO2一样，也是一种温室气体，但是甲烷的 温室效应几乎是CO2的10倍。
如果埋藏在海底下面的天然气水合物突然释放出 来，就可以在短时期大幅度改变大气中的温室气 体含量，引起气候突然变化；
第七章 海洋生物地化循环
第七章 海洋生物地化循环
海洋有机物的来源和作用研究
海洋有机物的来源和作用研究海洋与人类息息相关，占地球表面的71%都是海洋，而海洋中却存在着许多未知之物。
其中一项重要的研究领域便是海洋有机物的来源和作用。
一、海洋有机物定义和分类海洋有机物（Marine Organic Matter, MOM）指的是海洋水中、海洋沉积物及海洋生物残骸等中含有的各种碳化合物。
简单地讲，就是海洋中含有的有机物质，它们可以是沉积物、浮游生物、植物残留物和死亡生物体等。
海洋有机物可以分为两大类：溶解有机物和颗粒有机物。
其中，溶解有机物指的是分子小、溶于水中的有机物；颗粒有机物则指的是有机物粒子、藻类和浮游生物等。
两者在生物地球化学过程中都占据重要地位，由此引出了海洋有机物的来源与作用的研究。
二、海洋有机物的主要来源海洋有机物来源具有多样化特点，远不止是简单的生物体或生命过程带来的。
它们可以来自陆地、大气、深海和地下水等多种不同的渠道：1.陆地输入陆地输送是海洋有机物重要的来源之一。
地球大陆被很多大大小小的河流所侵蚀，经过千万年的水流冲刷，陆地上的生物体和植物、动物遗骸等，都会随着水流进入海洋，逐渐贡献一部分有机物。
因为溶解有机物与颗粒有机物之间的交换作用，颗粒有机物可以漂浮，若不被吞噬，会随海流进入深海，这实际上是一种吸附了有机分子的胶体。
2.海洋中自身产生海洋中还存在着多种有机物质的合成和分解反应，比如生物物质降解、光合作用、细菌代谢产物等等。
这些作用进一步影响着海洋环境中的有机质分布，这就是海洋有机物发生的一些自我生态过程。
3.深海和大洋中的有机物在海洋中，海底降解和深海喷流等不同的过程不断形成和释放新的有机物质。
正是这些过程使颗粒有机物比溶解性有机物的浓度高出很多，而颗粒有机物是深海中有机物的主要来源之一。
三、海洋有机物的生态作用海洋有机物虽然不是被大众所知的话题，但其作用却是相当的重要。
这里我们介绍几个方面的作用：1.海洋产生大部分的氧通过光合作用过程，海洋中的藻类和其他植物会释放氧，这种释放的氧量占据了地球大气层中一部分的氧供应。
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
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在； 有机组分是不同来源、不同年龄、不同反应 历史生源物质的集成产物。
如何鉴别、定量出每一种有机组分？
第2节 海洋有机物的组成
一、海洋有机组分的分析
1. 采用简单的分子式：
C106(H2O)106(NH3)16PO4 表征有机物的平 均分子组成 2. 有机组分的浓度通常是操作性定义： 微孔过滤、超滤技术
三类混合物的化学组成相似，主要差别在于分子 量的分布，且一般随着分子量的增加，溶解度降 低。
海水的DOM中，40~80%以腐殖质存在，其
中富里酸含量一般大于腐殖酸。 腐殖质浓度与分布很大程度上受海洋初级生 产过程与陆源物质输送的影响。
6、有机组分的元素组成
不同的生化功能团通常会有不同的元素 比值（如H/C、O/C、N/C原子比等）：
2、碳水化合物
通用分子式为Cn(H2O)m，仅由C、H、O元素构
成，且H、O原子的摩尔数比与水分子相同。 重要性
所有活体细胞生化反应的能量来源
占海洋生物干重的比例可高达60~70% 海洋颗粒有机物的重要组成部分 分类：单糖（仅一个碳链）、双糖和多糖。
单糖（monosaccharides）
海洋溶解态碳水化 合物的含量与分布
溶解态碳水化合物 占海水碳水化合物 总量90%~95%， 含量一般为几毫克 每升； 开阔大洋溶解态碳 水化合物的垂直分 布未观察到存在明 显的规律。
3、类脂
类脂包括一系列的有机组分：
（1）烃类 （2）脂肪酸与脂肪 （3）甾醇 （4）链烯烃
（1）烃类
烃类的化学式为CnHm，其在海水中占DOC的份额 不足1%，浓度范围为1~50 mg/m3，平均浓度为 10mg/m3。 烃类可分为饱和、不饱和和芳香族三类。
POM转化路径
三、POM垂向输送通量
1、颗粒有机碳输出 通量存在海域变化
（1）沉降颗粒有机 碳在不同海域的 输出通量存在变 化，与海域初级 生产力存在关系。
秘鲁上升流
加利福尼亚沿岸流
大西洋E 站
北太平洋环流区P站
不同海域颗粒有机碳输出通量
（2）不同海域沉降 颗粒有机碳输出通 量与初级生产力之 间的协变关系不一 致 原因：
醛糖（如葡萄糖） 在其中一端具有醛 功能团。
酮糖（如果糖）具有一 个酮基，一般在第2个C 原子上。
典型多糖
纤维素 淀粉 果胶 褐藻酸 甲壳素
海洋颗粒物中碳水化 合物的含量与分布
海洋颗粒物中碳水
化合物表层含量一 般低于几百微克每 升。 颗粒态碳水化合物 含量整体随深度增 加而降低。
（4）链烯烃
含有37个碳与2~4个双键的直链链烯烃：
仅由少数几种海洋黏着性浮游藻类（如Emiliania
huxleyi、Gephyrocapsa oceanica）合成产生； 所合成链烯烃的双键丰度与藻类生长的水温有关。
4、色素
色素拥有碳、氮双
键的共轭系统；可 选择性地吸收可见 光（400-700 nm） 一般难溶于水，没 有挥发性，对热敏 感。 叶绿素由植物和 细菌合成。
蛋白质的氨基酸组成千差万别，但绝大多数
活体生物中的氨基酸组成非常类似
浮游生物蛋白质中最丰富的氨基酸
自由氨基酸可存在于活体细胞，也可以由细
菌对多肽和蛋白质的酶水解在海水中产生。 结合态氨基酸存在于溶解态、胶体态和颗粒 物中。 海水中氨基酸的浓度介于20~250 μg/L之间， 占DOC的2~3%。 蛋白质的氮组成几乎是恒定的(16%) 。 海洋浮游生物蛋白质的氮约占浮游植物总氮 的60~70%。
（1）所有有机组分输出 通量均随深度增加而 降低； （2）不同组分垂向上降 解速率的差异，导致 不同水层所采集颗粒 物的组成不同。
深 度
POC通量
氨基酸通量
脂肪酸通量
POC、氨基酸、脂肪酸输出 通量随深度的变化
北太平洋环流区沉降颗粒物中 生源组分百分含量的垂直变化
东北太平洋沉降颗粒物C、N、P比的垂直变化
加，碎屑有机物的贡献逐渐增加。 (4)由于富氮有机组分的降解速率比贫氮组分快， 导致碎屑颗粒有机物中C/N比值随深度增加而增 加，蛋白质相对丰度随深度 0-200m悬浮颗粒 200-5000m悬浮颗粒 沉积物
核酸 类脂 碳水化合物 残渣相碳水化合物 残渣相非碳水化合物 海洋浮游生物、悬浮颗粒物、沉积物中有机组分百分含量的变化
总初级生产力（gross production）：单位时间光
合作用生物所固定碳的总量。 净初级生产力（net production）：单位时间光 合作用生物所固定的总碳量减去其代谢过程所消 耗的碳量。
新生产力（new production）：由光合作用区域
以外所提供营养盐支持的净初级生产力份额，称 为新生产力， 再生生产力（recycledproduction）：由光合作用 区域内再循环营养盐所支持的净初级生产力份额， 称为再生生产力。 输出生产力（export production）：从光合作用 区域迁出的净初级生产力份额，称为输出生产力。 在稳态条件下，输出生产力等于新生产力。
浮游动物 细菌
溶解态
胶体态
碎屑
浮游植物
三、有机组分的类别
1、氨基酸和蛋白质
氨基酸是一种有机酸，其 -COOH功能团中的alpha 碳与 -NH2功能团相结合， 其通用分子式为 RCHNH2COOH。 蛋白质由一系列氨基酸通 过肽键结合而成，一般将 分子量大于10000的多肽 聚合物称为蛋白质。
动物及它们的卵和幼体； 各种生物的碎屑与他们的粪便； 生物骨架结构、陆源或大气沉降组分的有机物； 由海水溶液沉淀、吸附至颗粒物的有机物。
二、POM的含量、分布与组成变化
1、POC的含量与
变化
开阔大洋表层海水
POC浓度低于河水、 湖水等陆地天然水。 受陆源输送有机物 的影响，河口与近 岸海域海水POC浓 度比开阔大洋水来 得高。
第4节 溶解有机物
一、DOM的来源
（1）大陆径流输入； （2）大气沉降输入； （3）有机物的内部来源。
（1）大陆径流输入
河水DOC浓度高于开阔大 洋，河流是海洋DOC来源 之一； 通过河流输送进入海洋的 总有机碳（TOC）为 33×1012 molC/a，其中 POC、DOC约各占一半； 陆源有机物进入河口区后， 由于絮凝作用及沉淀作用 等，部分有机物沉淀在近 岸海域。
真光层POC、氨基酸、脂肪酸输 出通量与初级生产力的关系
2、颗粒有机碳输出 通量存在时间变化
（1）浮游植物水华与 下覆水体颗粒输出通 量的极大值之间往往 存在滞后的对应关系， 证明生源物质垂向上 的快速输送。
上层水体 色素通量
3200m有 机物通量
马尾藻海3200m深度POC与上层 水体光合色素的时间变化 滞后约1个月
2、海洋有机物生物地球化学循环的重 要性
① 探索地球生命的起源
② 构成生物组织、主要食物来源。
③ 联系中介：信息素、毒素、解毒剂等
④ 影响痕量元素地球化学行为与生物活性 ④ 生源要素埋藏的主要载体 ⑤ 影响海洋沉积物的性质 ⑥ 反演海洋演化历史
海洋有机地球化学的最大挑战：
有机组分通常以痕量、复杂的混合物形式存
生物食物网差别的影
初 级 生 产 力
响 季节性变化的影响
颗粒有机物输出通量与初级生产力的关系
（3）沉降颗粒有机碳 中不同有机组分输出 通量与初级生产力之 间也存在协变关系， 但关系更为复杂多变 原因：
浮游生物种类差异导致
初 级 生 产 力
POC通量
氨基酸通量
的 有机物生化组成的差 别 微生物降解作用的差别 脂肪酸通量
海水中最常见的烃类是烷烃和烯烃，芳香族烃类至少含
一个苯环，一般认为它们主要由非生物过程产生。
受来源影响，烃类组分会拥有不同的碳环、双键和 支链结构。 因此某些烃类可用于鉴别其生物来源：
（1）不饱和烃类主要来自浮游生物； （2）海洋藻类一般合成相对短链（<C24）的烃类，陆地
高等植物则合成较长链的烃类； （3）动物体内的烃类主要来自其摄食的食物。
（2）脂肪酸和脂肪
脂肪酸、脂肪至少含有一个羧基功能团（-
COOH），属于羧酸的一类。 来自植物的脂肪酸主要以单数的碳原子链为 主。 与烃类类似，陆地高等植物产生的脂肪酸碳 链长度一般大于海洋浮游植物产生的脂肪酸。
（3）甾醇
甾醇是去甲基三萜醇的一类有机组分，存在
于各种活体生物中，起到激素与稳定类脂双 分子层等作用。 植物所合成的甾醇与植物种类有关，具备作 为植物标志物的潜力。 麦角甾醇指征真菌 黑海甾醇指征鞭毛虫 β-固甾醇指征高等植物
典型腐殖酸的假设结构
腐殖质具有如下性质：
黄色或棕色、无定形、疏水性、非均相、高度络
合等，往往拥有一系列芳香组分与脂肪组分的功 能团。
在海洋学上通常根据溶解性质将腐殖质分为
三类：
富里酸（fulvic acid）：溶于酸和碱 腐殖酸（humic acid）：不溶于酸，但溶于碱 胡敏素（humins）：不溶于酸和碱。
叶绿素a/b
叶绿素c
菌绿素a/b
叶绿素a普遍存在于各种海洋浮游植物中； 叶绿素b主要存在于绿藻和高等植物； 叶绿素c主要存在于硅藻和鞭毛虫； 菌绿素存在于紫色、绿色和棕色硫光合细菌 中。
5、腐殖质
海洋腐殖质是海洋生物的代谢产物、死亡
后残留物的简单成分或分解作用的中间产 物（如糖类、氨基酸、酚类、类脂物等） 在微生物和其它自然条件作用下，经过化 学和生物化学的合成作用，而形成的一类 性质稳定、不易分解、分子量较高、结构 复杂的有机物。 腐殖质的形成过程也叫做“腐殖化作用” （Humification）.
典型海域的（净）初级生产力