在基金委重大国际合作研究项目等项目资助下，于志刚教授团队通过与佛罗里达大学Thomas S. Bianchi教授团队合作，利用物理分级的手段，在长江口沉积有机碳循环研究上取得重要进展。
大河三角洲前缘河口（Large-river delta-front estuaries，LDEs）是陆海相互作用最重要的区域，在全球物质循环过程中发挥着重要作用。水动力分选过程很大程度上决定了陆源有机碳在LDE系统的散布路径和分布模式，同时也影响到了不同来源、活性和年龄的有机碳的交换、分配或混合。根据斯托克斯定律，密度和粒径是影响颗粒物水动力作用的两个重要因素，因此从密度或粒径分级的角度着眼，有助于更好地了解不同来源有机碳在LDE系统的水动力分选过程，促进对LDE系统中有机碳的生物地球化学过程及其在全球碳循环中的作用的认识。
博士生王金鹏等首次将密度分级手段应用于长江口-东海内陆架沉积有机碳的研究，分析了不同密度级沉积物上的有机碳及其稳定同位素和木质素等分布特征，并建立了基于δ13C和木质素含量Λ8及蒙特卡洛模拟的三端元混合模型，研究了密度对此区域沉积有机碳的来源、分布和降解的影响。结果表明，沉积物质量主要集中在高密度级（2.0-2.5 g cm-3和>2.5 g cm-3），而低密度级（1.6-2.0 g cm-3和<1.6 g cm-3）沉积物的有机碳含量较高，两者综合作用的结果，绝大部分有机碳集中在2.0-2.5 g cm-3密度级；土壤和维管植物来源有机碳主要集中在低密度级沉积物中（<2.0 g cm-3），且降解程度较低，而高密度级沉积物中则以海源有机碳为主要来源，陆源有机碳在此密度级中降解程度较高；不同密度级沉积物中的有机碳在长江口-浙闽沿岸具有明显不同的分布规律，随着离岸距离增大，各密度级沉积物中陆源有机碳贡献均逐渐减少，而海源有机碳比例逐渐增加。
此外，该研究还对密度分级和文献报道的粒径分级有机碳数据进行了比较分析，发现与粒径分级沉积物样品相比，密度分级样品具有更宽的有机碳含量和δ13C值范围，显示密度可能是一个更有效的区分不同来源有机碳的物理性质。高密度和细粒级沉积物中都含有较低含量的木质素，且降解程度较高，但高密度沉积物中有机碳含量极低而细粒级沉积物中有机碳含量却较高。这些差异性的分布规律表明密度分级与粒径分级样品的有机碳特征之间没有清晰的关系，在今后的研究中需要将两者结合起来以更好地研究有机碳的水动力分选过程。
该研究从密度分级的角度重新认识了长江口-东海内陆架沉积有机碳的来源和分布特征，为水动力分选对此区域沉积有机碳的保存和降解的影响提供了有力的证据。该成果近期发表在国际知名地学期刊《Chemical Geology》上，其2013年影响因子为3.482.
Jinpeng Wang, Peng Yao*, Thomas S. Bianchi, Dong Li, Bin Zhao, Xingqian Cui, Huihui Pan, Tingting Zhang, Zhigang Yu.The effect of particle density on the sources, distribution, and degradation of sedimentary organic carbon in the Changjiang Estuary and adjacent shelf.Chemical Geology, 2015, 402:52-67. (http://dx.doi.org/10.1016/j.chemgeo.2015.02.040)
基金资助信息：
1. 长江口及邻近海域底边界层生物地球化学过程研究（2010-2013，国家自然科学基金重大国际（地区）合作研究项目，40920164004，负责人：于志刚教授/Thomas S. Bianchi教授）
2. 不同来源有机碳在长江口-东海内陆架的水动力分选研究（国家自然科学基金面上项目，2012-2015，41176063，负责人：姚鹏副教授）
3. 海洋有机生物地球化学（2013-2015，国家自然科学基金创新研究群体项目，2013-2015，41221004，负责人：赵美训教授）
4. 高等学校学科创新引智计划（B13030）
通讯员:姚鹏
