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海化重点实验室在中国东部边缘海海源有机碳的产生和埋藏方面取得新进展
发布时间:2022-02-10 浏览次数:111

在国家自然科学基金等项目的资助下,海化重点实验室赵美训教授课题组通过研究中国东部边缘海表层颗粒物和表层沉积物中海源生物标志物的空间分布,进一步阐明了海源有机质在边缘海的生成和埋藏过程及驱动机制

边缘海的生态功能和生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成部分。近几十年来,中国东部边缘海浮游植物生产力显著增加,但海源有机质的来源和埋藏过程仍有待进一步研究。曹亚俐等分析了2010-20157个航次的表层悬浮颗粒物和2006-20128个航次的表层沉积物中海源生物标志物(brassicasterol, dinosterolC37 alkenones)的含量,并与环境因子进行相关性分析,通过对沉积物参数进行聚类分析将研究区划分为4个区域,以进一步厘清海洋有机碳的来源和埋藏及控制因素。结果表明,长江口、黄河口等大型河口区表层水体中海源生物标志物含量较高,而在表层沉积物中其高值都位于泥质区(图1)。营养盐浓度是控制表层水体中浮游植物生物量的关键因素,高营养盐浓度能促进硅藻和甲藻的生长,低营养盐、高盐度和低温环境更有利于定鞭金藻的生存;而由总有机质的d13C值计算出的沉积物中的海源有机质含量主要受控于沿岸流输送的细粒沉积物,并最终沉积于泥质区。本研究估算了海源有机质的埋藏效率(7-19%),发现其明显高于全球边缘海的平均值,高值主要分布在中国东部边缘海的西侧近岸海域。此外,本研究率先定量估算了海源生物标志物的埋藏效率(6-24%),其数值和空间分布总体上与海源有机质相似。本研究指出,沉积环境和沉积物粒度是控制海源有机质含量和海源生物标志物埋藏效率的重要参数,沉积物粒度越小,越利于海洋有机碳和生物标志物的保存。结果对于进一步研究和比较海源有机质和陆源有机质在边缘海埋藏效率的控制机理有重要应用。

该研究成果近期发表于国际生物学顶尖期刊Frontiers in Marine Science2021年影响因子4.912)。

1. 通过对沉积物参数进行聚类分析将研究区划分为4个区域(左图);表层悬浮颗粒物(A-D)和表层沉积物(E-H)中的海源生物标志物和地球化学参数(I-L)在4个不同分区的箱线图(右图)。

文章链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2022.824181/full

参考文献:Cao, Y., Bi, R., Wang, X., Chen, X., Hu, J., and Wang, Y., et al. (2022). The sources and burial of marine organic carbon in the eastern china marginal seas. Frontiers in Marine Science 9:824181. doi:10.3389/fmars.2022.824181