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中国东部边缘海沉积物中不同来源有机碳的埋藏效应

2、地球化学 > 专题4：河口海岸带生物地球化学

大河影响下的陆架边缘海是海洋环境中有机碳，特别是陆源有机碳的主要沉积汇，有机碳在这些区域的埋藏影响着全球碳的收支平衡。本研究在中国东部边缘海采集了155个表层沉积物，通过测定沉积物的粒度组成、比表面积（SSA）、有机碳（TOC）及其稳定同位素（δ13C）、木质素和沉积色素，研究了中国东部边缘海沉积物中有机碳的来源和保存特点及不同来源有机碳的埋藏效率。基于采样站位的位置和粒度组成，将细颗粒站位划分为6个泥质沉积区，分别为渤海中部泥质区、山东半岛泥质区、黄海中部泥质区、长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和济州岛西南泥质区，以更好地比较不同泥质区沉积有机碳的埋藏。以δ13C和 Λ8（八种木质酚单体含量之和）为来源指标的三端元模型显示，中国东部边缘海沉积有机碳的来源以海洋为主，占63.2 ± 10.8%，而土壤和C3维管植物来源的有机碳贡献较低，分别占26.8 ± 6.8 %和9.9 ± 4.4 %。长江口泥质区和山东半岛泥质区具有更多的陆源有机碳（土壤和C3维管植物）的输入。长江口泥质区的TOC/SSA比值较低，这表明河口频繁的物理扰动可能加速了有机碳的再矿化作用，并且与活性铁快速的氧化还原循环有关。值得注意的是，渤海中部泥质区的TOC/SSA比值也较低，这主要归因于有机碳含量较低的黄河细颗粒物的输入。木质素的降解参数显示长江口泥质区和浙闽沿岸泥质区木质素较新鲜，然而叶绿素的降解产物的含量却较高，表明海源有机碳被选择性地优先分解。总体上，渤海泥质区有机碳的埋藏效率（~44.4%）高于黄海（~10.8%）和东海（~15.9%）。从不同来源有机碳的埋藏效率来看，渤海泥质区陆源和海源有机碳都具有较高的埋藏效率，这可能与较高的沉积速率和稳定的沉积环境有关。黄海泥质区陆源有机碳的埋藏效率（~45.3%）显著高于海源有机碳（~7.3%），可能是因为黄海大量陈化土壤有机碳的输入使陆源有机碳的埋藏效率较高，而冷涡环流则增加了沉积物的输运路径，使更多的海源有机碳在沉降过程中发生降解。对于东海泥质区沉积有机碳，频繁的物理扰动加速了有机碳的降解，使海源和陆源有机碳都具有较低的埋藏效率（分别为13.6%和22.9%）。本研究表明陆架边缘海复杂的沉积环境对有机碳的埋藏具有重要影响。