劉顥，楊梖，高光，蔡艦，龔伊，戴江玉，湯祥明*

1. 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所/湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008；

2. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 210014；

3. 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院/水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210029

氨基酸及其所組成的蛋白質(zhì)類物質(zhì)是水體中有機(jī)氮的重要存在形式，并且廣泛存在于沉積物和水生生物體中（Münster，1993；蔡進(jìn)功等，2019；梁小兵等，2001）。在淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，這些物質(zhì)濃度、組成等易受水動(dòng)力因素影響。由于沉積物表層結(jié)構(gòu)松散，容易發(fā)生再懸浮，并與上覆水發(fā)生明顯交換（段余杰等，2017），引起沉積物中保存的氨基酸及其所組成的蛋白質(zhì)類物質(zhì)的釋放，使其從厭氧的沉積物中轉(zhuǎn)移入好氧的水體上部（Li et al.，2007），從而發(fā)生一系列生物化學(xué)反應(yīng)，改變了氨基酸甚至氮素的分布格局。而氨基酸具有明顯的生物有效性（馮偉瑩等，2013），作為易被生物利用的碳氮源，水體中氨基酸的分布格局可能對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響（Wu et al.，2013；劉顥等，2017）。

太湖是典型的淺水富營(yíng)養(yǎng)化湖泊，由于其平均水深只有1.9 m，沉積物更容易受到風(fēng)浪等水動(dòng)力的擾動(dòng)而發(fā)生再懸浮（逄勇等，2008），繼而發(fā)生物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化（李鑫，2012）。目前在淺水湖泊中的研究主要是圍繞無(wú)機(jī)氮展開，對(duì)氨基酸的研究甚少，有文獻(xiàn)研究在臺(tái)風(fēng)過(guò)程中，總氮以及無(wú)機(jī)氮濃度較臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前增加了0.5-4倍，同時(shí)觀測(cè)到在臺(tái)風(fēng)過(guò)后發(fā)生了藻類復(fù)發(fā)的現(xiàn)象（Ding et al.，2012）。以近海為研究對(duì)象的氨基酸相關(guān)研究表明，顆粒態(tài)氨基酸（PAA）的濃度在臺(tái)風(fēng)期間明顯增加（Thomas et al.，1990）。氨基酸作為太湖中氮素的重要賦存形式（Yao et al.，2012；姚昕等，2010），在水動(dòng)力擾動(dòng)過(guò)程中在沉積物和水相中濃度的再分配和組分的變化，及其對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響尚無(wú)明確結(jié)論。因此，研究臺(tái)風(fēng)過(guò)程中藻類富集區(qū)水體和沉積物中氨基酸的變化特征十分必要。

本文通過(guò)研究臺(tái)風(fēng)“燦鴻”過(guò)境太湖水質(zhì)及氨基酸的變化，探討在強(qiáng)水動(dòng)力擾動(dòng)過(guò)程下，沉積物和水體中各種氨基酸的變化特征，N素的變化特征以及其與風(fēng)速、風(fēng)向的關(guān)系，為藍(lán)藻水華的形成機(jī)制和湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置和樣品采集

根據(jù)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”過(guò)境太湖的時(shí)間及風(fēng)速變化情況，本研究將臺(tái)風(fēng)過(guò)程劃分為3個(gè)階段：（1）前期（2015年7月9日13:00-7月10日08:00）；（2）臺(tái)風(fēng)期（2015年7月10日15:00-7月12日13:00）：即臺(tái)風(fēng)開始影響該區(qū)域到風(fēng)速逐漸增加到最大的時(shí)間段；（3）后期（2015年7月12日19:00-7月14日13:00）：風(fēng)速減小到8 m·s-1以下，包括后續(xù)觀測(cè)到的一個(gè)藍(lán)藻水華過(guò)程。風(fēng)速數(shù)據(jù)來(lái)自太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外觀測(cè)研究站棧橋自動(dòng)風(fēng)速記錄儀。采樣時(shí)間：在前期間采集水樣3次，時(shí)間分別為7月9日13:00、17:00，7月10日08:00；臺(tái)風(fēng)期采樣11次，時(shí)間從7月10日15:00起，每隔4 h采1次水樣；后期采樣4次，時(shí)間從7月12日19:00起，每隔12 h采1次水樣。

采樣點(diǎn)位：在位于太湖北部橋梁灣的太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外觀測(cè)研究站棧橋設(shè)置A（31.418886°N，120.213276°E）、B（31.419083°N，120.213174°E）、C（31.419305°N，120.213835°E）3個(gè)采樣點(diǎn)（圖1），測(cè)定水深后采集水面下0.5 m和沉積物上0.5 m的水樣各5 L（每個(gè)采樣點(diǎn)采3個(gè)平行樣），用于TN、NH4+-N、NO3--N、葉綠素a（Chl a）、懸浮物（SS）以及氨基酸（PAA和溶解態(tài)氨基酸DAA）分析。溶解態(tài)指標(biāo)僅檢測(cè)表層水體。

在采集水樣的同時(shí)使用0.0625 m2彼得森采泥器采集C點(diǎn)附近10 cm表層沉積物50 g，用于TN及沉積物氨基酸（SAA）分析。

圖1 太湖采樣點(diǎn)設(shè)置 Fig. 1 Sampling sites in Lake Taihu

1.2 實(shí)驗(yàn)因子分析

TN、NH4+-N和Chl a的測(cè)定方法主要參照《水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第4版）相關(guān)要求。NO3-通過(guò)Skalar流動(dòng)分析儀檢測(cè)（楊靖民等，2014）。SS檢測(cè)方法如下：50-400 mL水樣經(jīng)GF/F濾膜（550 ℃下處理4 h，稱質(zhì)量），收集濾膜并在105 ℃下烘4 h，至其恒質(zhì)量，兩次質(zhì)量之差為SS（Ding et al.，2018）。

1.3 氨基酸分析

采集的水樣經(jīng)GF/F膜（膜預(yù)先經(jīng)500 ℃ 4 h處理）過(guò)濾，記錄過(guò)濾體積，將膜對(duì)折，包于鋁箔中，-20 ℃下冷凍保存；另取25 mL上述用GF/F膜過(guò)濾后的水樣置于洗凈烘干的塑料瓶中，-20 ℃下冷凍保存，待分析。其中，濾膜上的為PAA，而塑料瓶中的水樣用于測(cè)定DAA。

PAA含量分析：將濾膜置于真空冷凍干燥機(jī)中凍干后放入水解管中，用5 mL 6 mol·L-1HCl溶解，氮吹1 min，封瓶，在110 ℃下水解22 h（夏清艷等，2011）。水解結(jié)束后，打開水解管，吸取上層水解液離心，離心（8000 r·min-1）后取2 mL上清液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸發(fā)至干，用1 mL樣品稀釋液（主要成分為鹽酸、檸檬酸和氫氧化鋰的緩沖液，pH=2.2）溶解，并用0.2 μm濾膜過(guò)濾，收集濾液裝入2 mL離心管中，然后用氨基酸分析儀（Sykam S-433D）進(jìn)行分析。

DAA含量分析：在凍干的塑料瓶中加5 mL 6 mol·L-1HCl，待水樣融解后將全部液體轉(zhuǎn)移入水解管中，并加入0.01 g抗壞血酸，氮吹1 min，封瓶，在110 ℃下水解22 h。冷卻后打開水解管，將水解液中的液體完全取出，測(cè)量其體積并置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸發(fā)至干，用1 mL樣品稀釋液（pH=2.2）溶解，并用0.2 μm濾膜頭過(guò)濾，收集濾液裝于2 mL離心管中，然后用氨基酸分析儀（Sykam S-433D）進(jìn)行分析（Chen et al.，2018）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)Microsoft Excel 2016錄入，數(shù)據(jù)分析及作圖軟件分別為SPSS 24.0和Origin 8.6。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析不同組別之間是否存在顯著性差異，P＜0.05視為差異顯著；采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析不同組別之間是否存在相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中風(fēng)速風(fēng)向的變化

臺(tái)風(fēng)“燦鴻”是2015年第9號(hào)臺(tái)風(fēng)，6月30日生成，7月13日停止編號(hào)（圖2）。7月11日16:00以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別登陸舟山朱家尖。臺(tái)風(fēng)影響中國(guó)科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站的時(shí)間大約為7月10日-14日。

圖2 臺(tái)風(fēng)“燦鴻”路徑圖 Fig. 2 Image of Typhoon “Chan-Hom” track

在臺(tái)風(fēng)前期，平均風(fēng)速約為3 m·s-1；隨著臺(tái)風(fēng)的影響，7月10日15:00開始，風(fēng)速逐漸變大，直至7月12日09:30風(fēng)速加強(qiáng)到最大值，為16.6 m·s-1，隨后迅速下降；7月12日13:00，風(fēng)速減弱至8.5 m·s-1（圖中右端虛線指示的時(shí)間）；12日19:00后，風(fēng)速進(jìn)一步減弱，進(jìn)入后期；7月13日02:00后，平均風(fēng)速已下降并穩(wěn)定至2 m·s-1左右。另外，在臺(tái)風(fēng)后期發(fā)生了一起完整的藍(lán)藻水華爆發(fā)事件，時(shí)間從7月13日07:00開始至此次觀測(cè)結(jié)束（圖3a）。整個(gè)臺(tái)風(fēng)過(guò)程大風(fēng)期（風(fēng)速大于8 m·s-1），風(fēng)向位于WNW至NNE之間，主要為偏西北風(fēng)；而在后期，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠巷L(fēng)（圖3b）。

2.2 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中水體理化指標(biāo)的變化

臺(tái)風(fēng)過(guò)程中TN質(zhì)量濃度的變化見圖4a。觀測(cè)開始時(shí)，水體表層和底層TN質(zhì)量濃度分別為2.23 mg·L-1和2.25 mg·L-1，表底兩層無(wú)顯著性差異。隨著風(fēng)力的加強(qiáng)，TN質(zhì)量濃度明顯上升。臺(tái)風(fēng)期結(jié)束時(shí)（7月12日13:00），表底兩層TN質(zhì)量濃度已分別達(dá)到4.60 mg·L-1和4.34 mg·L-1；進(jìn)入臺(tái)風(fēng)后期，即從7月12日19:00開始，表底兩層TN質(zhì)量濃度有更大幅度上升，增速明顯超過(guò)之前水體擾動(dòng)時(shí)期。同時(shí)，表底兩層差異顯著（P＜0.05）。觀測(cè)結(jié)束時(shí)，表底兩層TN質(zhì)量濃度已經(jīng)分別達(dá)到14.7 mg·L-1和8.72 mg·L-1。

實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到Chl a質(zhì)量濃度也隨著風(fēng)速的增大而增大（圖4b）。觀測(cè)開始時(shí)，水體表層和底層Chl a質(zhì)量濃度分別為15.2 μg·L-1和11.3 μg·L-1，表層略高于底層。Chl a質(zhì)量濃度在前期較穩(wěn)定，變化量很小。隨著風(fēng)速的逐漸增大，Chl a質(zhì)量濃度逐漸上升。但在7月11日19:00-23:00表底兩層Chl a質(zhì)量濃度均同時(shí)出現(xiàn)下降，幅度均超過(guò)30%，隨后在8 h后迅速上升，在臺(tái)風(fēng)期結(jié)束時(shí)，Chl a質(zhì)量濃度分別升至74.4 μg·L-1和68.3 μg·L-1。表底兩層差異不明顯。自7月12日19時(shí)開始，Chl a質(zhì)量濃度增加極快，在觀測(cè)結(jié)束時(shí)，Chl a質(zhì)量濃度分別升至859.3 μg·L-1和539.7 μg·L-1，后期表底兩層差異不顯著。

同樣地，SS隨著風(fēng)速的增大而增大（圖4c）。前期，表層和底層SS質(zhì)量濃度分別為16.4 mg·L-1和18.2 mg·L-1，表層略大于底層。從7月10日23:00開始，SS質(zhì)量濃度有明顯的上升。到7月12日13:00，SS質(zhì)量濃度分別上升至220.9 mg·L-1和205.1 mg·L-1，表層和底層之間差異不顯著。SS隨著風(fēng)速的降低而迅速減?。?月12日19:00，SS質(zhì)量濃度僅有106.1 mg·L-1和102.6 mg·L-1）。隨后的藍(lán)藻水華期，SS質(zhì)量濃度先增大后減小。觀測(cè)結(jié)束時(shí)，SS質(zhì)量濃度為167.9 mg·L-1和83.5 mg·L-1。后期表底兩層SS質(zhì)量濃度差異不顯著。

觀測(cè)過(guò)程中NH4+-N和NO3--N變化很不明顯（圖4d）。觀測(cè)開始時(shí)，NH4+-N和NO3--N質(zhì)量濃度分別為0.37 mg·L-1和1.29 mg·L-1。臺(tái)風(fēng)過(guò)程N(yùn)O3--N質(zhì)量濃度基本保持恒定，只有在藍(lán)藻水華期有較大幅度的下降，在觀測(cè)結(jié)束時(shí)，NO3--N質(zhì)量濃度為0.91 mg·L-1。而NH4+-N質(zhì)量濃度在觀測(cè)全期均無(wú)明顯變化，觀測(cè)結(jié)束時(shí)為0.32 mg·L-1。

圖3 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中風(fēng)速和風(fēng)向的變化 Fig. 3 Variations of wind speed and direction during the hydrodynamic disturbance process

圖4 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中主要理化因子的變化 Fig. 4 Variations of main physical and chemical indicators during the hydrodynamic disturbance process

2.3 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中氨基酸濃度的變化

2.3.1 沉積物氨基酸

觀測(cè)開始時(shí)沉積物氨基酸背景濃度為86.9 mmol·kg-1，在7月11日03:00濃度持續(xù)下降，直至70.7 mmol·kg-1；隨后在7月11日23:00逐漸上升至觀前期水平，但濃度變化不甚穩(wěn)定，最高達(dá)91.8 mmol·kg-1（圖5a）。觀測(cè)結(jié)束時(shí)，SAA濃度為82.9 mmol·kg-1。

2.3.2 溶解態(tài)氨基酸

在前期，DAA濃度為3.08 μmol·L-1，隨著風(fēng)速的增大并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化（圖5b）。整個(gè)臺(tái)風(fēng)期DAA的濃度在2.97-3.40 μmol·L-1之間波動(dòng)。在后期，由于藍(lán)藻水華的爆發(fā)，DAA濃度有了明顯的上升。在7月13日07:00，DAA濃度迅速增加至7.36 μmol·L-1，之后一直保持在6-7 μmol·L-1之間。臺(tái)風(fēng)期DAA濃度與前期無(wú)顯著差異。但是在后期，DAA濃度隨著藍(lán)藻水華的發(fā)生而呈現(xiàn)出劇烈的增長(zhǎng)，與臺(tái)風(fēng)前期甚至是臺(tái)風(fēng)期差異顯著（P＜0.05）。

2.3.3 顆粒態(tài)氨基酸

在觀測(cè)開始時(shí)表層和底層PAA濃度分別為7.98 μmol·L-1和7.03 μmol·L-1（圖5c）。在臺(tái)風(fēng)期，隨著風(fēng)速進(jìn)一步增大，PAA濃度上升顯著，分別增加至109 μmol·L-1和66 μmol·L-1（7月12日19:00）。臺(tái)風(fēng)期表底層的PAA濃度均沒(méi)有顯著差異。后期表底兩層水體中PAA迅速增長(zhǎng)并穩(wěn)定在較高水平，表層PAA濃度維持在514.91-588.28 μmol·L-1，而表層PAA濃度維持在197.51-246.63 μmol·L-1。表層和底層PAA濃度比觀測(cè)前分別增加了73倍和34倍，表底兩層差異性顯著（P＜0.05）。臺(tái)風(fēng)過(guò)程中PAA的變化與TN呈極顯著相關(guān)（表層r=0.43，P=0.001；底層r=0.42，P=0.002）。

在臺(tái)風(fēng)過(guò)程中表底兩層水體中N的形態(tài)變化基本相似，臺(tái)風(fēng)期水體中主要N形態(tài)為NO3--N，初期表底兩層NO3--N含量均超過(guò)50%；其他氮形態(tài)（表層：15%-28%，底層：19%-28%）、NH3+-N（表層：8%-18%，底層：11%-16%）和PAA（表、底層：4%-6%）次之，DAA最少（表、底層：1%-3%）。隨著風(fēng)速的加大，表底兩層NO3--N和NH3+-N含量均有所下降，而PAA上升。臺(tái)風(fēng)期結(jié)束后表層PAA含量為37%，取代NO3--N（29%）成為表層水體中N的主要形態(tài)，而底層NO3--N仍為底層水體中N的主要形態(tài)，僅稍大于PAA。至臺(tái)風(fēng)后期，由于藍(lán)藻水華的出現(xiàn)，表底兩層PAA百 分含量進(jìn)一步增大，表底兩層分別增加到69%-75%和60%-71%，是剩余N的兩倍以上，成為水體中最主要的N形態(tài)；同時(shí)NO3--N、NH3+-N、DAA和其他N含量均降低（圖6）。

圖5 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中AA濃度的變化 Fig. 5 Variations of AA concentrations during the hydrodynamic disturbance process

2.4 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中氨基酸組成的變化

選取了前期（7月9日13:00-10日08:00，共3次樣品）、大風(fēng)速時(shí)間點(diǎn)（7月11日23:00-12日13:00，共3次樣品）和后期（7月13日07:00-14日13:00，共3次樣品）進(jìn)行，水體中DAA、表層PAA、底層PAA和SAA各組分濃度（圖7）和百分含量（表1）分析，可以看出臺(tái)風(fēng)過(guò)程中DAA組成主要為甘氨酸（GLY）、丙氨酸（ALA）、天冬氨酸（ASP）和谷氨酸（GLU），其中GLY濃度最大，為0.64-0.95 μmol·L-1，比例為16%-21%；而PAA表層和底層組成基本相同，主要為GLU、ALA和ASP，3種氨基酸占比均在10%-12%，但在臺(tái)風(fēng)后期GLU的濃度和比重明顯增加，從11%增加至19%；SAA主要組成同樣是GLY、ALA和ASP。

除了SAA，其他相同類別的氨基酸在臺(tái)風(fēng)過(guò)程的不同階段組成也有所差別。DAA中各組分氨基酸濃度在前期和臺(tái)風(fēng)期并無(wú)顯著性差異，但在后期，除GLU外，其余氨基酸均顯著高于前期（P＜0.05）；PAA中無(wú)論表層或底層，各組分氨基酸濃度在前期與臺(tái)風(fēng)期、后期均有極顯著差異，顯著高于前期（P＜0.01）。表底兩層變化基本相同。

根據(jù)氨基酸降解特征，Ser/(Ser+Ala+Lys)值可表征水體中氨基酸來(lái)源。本次觀測(cè)中，臺(tái)風(fēng)期PAA中Ser/(Ser+Ala+Lys)值變化不明顯（表2），臺(tái)風(fēng)初期表、底兩層分別為30.7%和30.4%，臺(tái)風(fēng)期逐漸升至33%和32.5%；后期進(jìn)一步升高，分別達(dá)到36.7%和35.8%。后期僅有表層PAA較臺(tái)風(fēng)期有顯著差異（P＜0.05）。

圖6 臺(tái)風(fēng)過(guò)程水體中不同N素百分含量 Fig. 6 The percentage of different N forms during the progress of typhoon

圖7 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中AA各組分濃度的變化 Fig. 7 Variations of AA components during the hydrodynamic disturbance process

表1 臺(tái)風(fēng)過(guò)程氨基酸組成變化 Table 1 Varity of amino acids composition during the process of typhoon %

DAA在臺(tái)風(fēng)期Ser/(Ser+Ala+Lys)值為23.8%-31.1%，后期稍高（23.6%-33.3%），變化不明顯；SAA中Ser/(Ser+Ala+Lys)值在臺(tái)風(fēng)全期低于其他3類氨基酸，且無(wú)明顯變化規(guī)律。

3 討論

3.1 臺(tái)風(fēng)期氨基酸的影響因素

水動(dòng)力擾動(dòng)是臺(tái)風(fēng)過(guò)境湖泊的主要特征之一。水動(dòng)力擾動(dòng)造成的太湖沉積物再懸浮可以引起水體中SS的顯著增加（王同成，2007）。秦伯強(qiáng)等（2003）研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)太湖湖面風(fēng)速超過(guò)6.5 m·s-1即可發(fā)生沉積物再懸浮，而觀測(cè)地點(diǎn)受臺(tái)風(fēng)“燦鴻”影響，風(fēng)速大于6.5 m·s-1的總時(shí)間長(zhǎng)達(dá)29.5 h，所以臺(tái)風(fēng)“燦鴻”影響太湖近岸水體的沉積物再懸浮過(guò)程；更且，太湖沉積物中賦存了大量的氨基酸類物質(zhì)（Yao et al.，2012），沉積物再懸浮致使大量PAA釋放入水體，因而觀測(cè)到PAA在臺(tái)風(fēng)期增長(zhǎng)迅速，成為水體中含N化合物的主要成分。這也可能導(dǎo)致SAA濃度在當(dāng)時(shí)大風(fēng)速下因表層沉積物小分子PAA向水體的擴(kuò)散而降低。但是，隨著風(fēng)速增大，較大顆粒及更深度的沉積物也開始再懸浮（Zheng et al.，2015），所以SAA濃度在風(fēng)速進(jìn)一步加大后開始回升。與PAA和SAA不同的是，DAA與NH4+-N和NO3--N一樣，水動(dòng)力擾動(dòng)似乎對(duì)其無(wú)明顯影響，與Ding et al.（2012）的研究結(jié)果一致。可能是由于表層沉積物結(jié)構(gòu)松散，不能賦存大量的溶解態(tài)N（李鑫，2012），導(dǎo)致沉積物中的溶解態(tài)N含量較?。╖hao et al.，2015），同時(shí)，有研究表明太湖水體不存在著明顯的溶解態(tài)N素的垂直分布（吳豐昌等，1996）?？梢酝茰y(cè)太湖作為淺水湖泊，非臺(tái)風(fēng)天氣下沉積物間隙水與上覆水已經(jīng)有明顯頻繁的物質(zhì)交換，大量可溶性的氨基酸、NH4+-N等釋放入水體。

臺(tái)風(fēng)期氨基酸主要組分與已有研究結(jié)果一致，以GLY、ALA、SER為主（Dotson et al.，2009；楊敬亭等，2017）。臺(tái)風(fēng)影響氨基酸組成的主要因素為外源（降雨）和內(nèi)源（再懸浮有機(jī)物的礦化）（Mandalakis et al.，2011；Wood，1983；沈冰良等，2014；石金輝，2011）。一方面，太湖沉積物主要為藻源性沉積物，即沒(méi)有礦化完全的藻類殘?bào)w（馮偉瑩等，2016），且礦化速率較慢（Nixdorf et al.，1997；劉新等，2016）。有研究表明，水體中高濃度NH4+-N條件下(0.115±0.056) mg·L-1，氨基酸氧化酶會(huì)受到抑制（Coudert et al.，1975；Georgieva et al.，2010），大部分表層沉積物礦化程度還比較?。畲合嫉龋?009），因此氨基酸尚能以完整分子甚至是肽、蛋白質(zhì)等大分子形式存在，沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)一步分解和轉(zhuǎn)化。除此之外，在臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)水力擾動(dòng)下，微生物生命活動(dòng)可能會(huì)受到明顯的抑制（楊喆，2016；劉玉等，2017），不利于臺(tái)風(fēng)期間氨基酸發(fā)生分解和轉(zhuǎn)化。另一方面，由于西北太平洋整體氣象原因，臺(tái)風(fēng)“燦鴻”導(dǎo)致帶來(lái)的降水比較少（江麗俐等，2016），無(wú)法造成較大規(guī)模的大氣沉降和地表徑流，外源對(duì)該區(qū)域水體中氨基酸主要組分的影響不大。

3.2 臺(tái)風(fēng)后期（水華期）氨基酸的影響因素

在臺(tái)風(fēng)后期（也可稱之為水華期），水體中可見大量藍(lán)藻水華，高濃度的Chl-a是水華的重要指征（圖4b）。高生物量的藍(lán)藻水華，除了本地生長(zhǎng)的以外，可能更多地來(lái)自風(fēng)生浪的水平遷移堆積。因?yàn)榇舜嗡A現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間很短，根據(jù)太湖藍(lán)藻生長(zhǎng)速率（0.19-0.37 d-1）計(jì)算在短時(shí)間內(nèi)很難達(dá)到藍(lán)藻爆發(fā)的水平（吳曉東等，2008），且觀測(cè)過(guò)程中水體中NH3+-N等營(yíng)養(yǎng)鹽水平較低，難以維持水華期間藍(lán)藻的長(zhǎng)期生長(zhǎng)（周濤等，2013）；而藍(lán)藻斑塊的這種水平遷移可能是影響臺(tái)風(fēng)后期水體中氨基酸濃度和組成的主要因素。而有研究表明，太湖水體中藍(lán)藻群體可以在定向風(fēng)場(chǎng)作用下往下風(fēng)向湖灣遷移、積聚（Deng et al.，2016；Liu et al.，2012；Wu et al.，2010）。而本次觀測(cè)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”在后期帶來(lái)的偏南風(fēng)可以將藍(lán)藻從太湖湖心遷移入研究水域。觀測(cè)中Chl-a和PAA濃度均有升高，而SS有減弱的趨勢(shì)，極有可能是由于遷移（富集）來(lái)的藍(lán)藻對(duì)水體中PAA的貢獻(xiàn)占很大一部分。相對(duì)于PAA，由于沒(méi)有強(qiáng)水動(dòng)力擾動(dòng)，沉積物SAA的濃度一直保持較高水平；另外，藻型湖區(qū)水體中DAA主要通過(guò)PAA分解產(chǎn)生（劉顥等，2017），間接受到藍(lán)藻斑塊的水平遷移影響，濃度稍有升高。但因?yàn)榭焖佟⒏咝У纳镂?，水體中DAA很少累積到高濃度（Ric?o et al.，2016；Schweitzer et al.，2001）。

臺(tái)風(fēng)后期表層水體擾動(dòng)性較弱，再懸浮無(wú)機(jī)顆粒物比重較大逐漸沉降，而藍(lán)藻細(xì)胞集聚、上?。℅arrett，1965；夏清艷，2011），成為氨基酸重要來(lái)源。有研究認(rèn)為水體中氨基酸的組成可以反映水體中有機(jī)質(zhì)降解的狀態(tài)，在降解程度高的水域，GLY、SER、THE等氨基酸比重上升而PHE、GLU、TYR、LEU、ILE等氨基酸比重下降（Dauwe et al.，1998）。一般認(rèn)為，浮游植物繁盛的水域有機(jī)質(zhì)降解程度低于沉積物（劉宗廣等，2013）。而對(duì)于本次觀測(cè)，在臺(tái)風(fēng)后期水體中PAA組成相對(duì)于臺(tái)風(fēng)期，其組成變化與Dauwe的結(jié)果更為接近。除此之外，有研究表明Ser/(Ser+Ala+Lys)值可以用來(lái)表征氨基酸的來(lái)源（劉丹等，2015），觀測(cè)中表層PAA的值在臺(tái)風(fēng)前后期有明顯的差異性。綜上，可以認(rèn)為在臺(tái)風(fēng)后期水體中PAA還受到藍(lán)藻水華的明顯影響。但是對(duì)于DAA，其自身結(jié)構(gòu)的差異對(duì)自身分解或被生物直接利用的能力的影響相對(duì)更大，例如GLY和ALA性質(zhì)更穩(wěn)定，不利于被浮游植物吸收（Cowie et al.，1992；Dauwe et al.，1998），導(dǎo)致DAA中氨基酸組分與PAA和SAA均不相同。

表2 臺(tái)風(fēng)過(guò)程氨基酸Ser/(Ser+Ala+Lys)值變化 Table 2 Varity of Ser/(Ser+Ala+Lys)rate during the process of typhoon %

4 結(jié)論

（1）臺(tái)風(fēng)過(guò)程太湖藻類富集區(qū)PAA、DAA的濃度顯著增強(qiáng)，在臺(tái)風(fēng)后期更為明顯，表層和底層PAA濃度分別增加了73倍和34倍。但臺(tái)風(fēng)過(guò)程對(duì)太湖水體中SAA濃度的影響較小。

（2）臺(tái)風(fēng)過(guò)程太湖藻類富集區(qū)內(nèi)水體、沉積物氨基酸主要組分為GLY和ALA，DAA和PAA中GLU濃度也較高，DAA中則為ASP。水動(dòng)力擾動(dòng)導(dǎo)致了PAA各組分的濃度升高；而藍(lán)藻水華顯著改變表層PAA中各組分百分含量。

（3）臺(tái)風(fēng)過(guò)程中太湖藻類富集區(qū)氨基酸的變化先由沉積物再懸浮釋放，隨后為沉積物、湖心區(qū)藍(lán)藻遷入和自身降解特性等因素共同影響導(dǎo)致的。