【稿件来源：姚鹏课题组】
近日，中国海洋大学姚鹏教授课题组在第四纪科学TOP期刊《Quaternary Science Reviews》发表了题为“Impacts of sea level rise and climate change on the sources, preservation and thermal stability of sedimentary organic carbon in the East China Sea inner shelf since the last deglaciation”的研究成果，揭示了末次冰消期以来海平面上升和气候变化对东海内陆架沉积有机碳来源、保存和热稳定性的影响。
大河主导的陆架边缘海是有机碳埋藏的重要场所，然而目前针对不同来源和活性有机碳的长期保存机制与控制机制的研究存在显著不足，制约了对边缘海碳汇作用的认识。该研究以东海内陆架的D12钻孔（长度50.5 m）为研究对象（图1），测定了样品中粒度组成、比表面积、木质素、沉积色素、有机碳及其稳定同位素组成，结合沉积物定年和热重分析等技术，并借助蒙特卡洛模拟的方法区分了陆地植物、土壤和海洋初级生产对总有机碳的贡献，研究了末次冰消期以来海平面上升和气候变化对东海内陆架沉积有机碳保存的影响，以期更好地认识未来全球气候变化背景下有机碳的长期保存机制。
图1 采样站位和定年数据
D12孔沉积记录的起始时间为14200年前，包含Bølling-Allerød（BA），Younger Dryas（YD），早全新世和中晚全新世等几个时间段（图1）。结果表明，有机碳、δ13C和木质素等全样参数能够很好地反映气候变化特征。海水入侵前（13.2 ka BP，BA时期），D12柱所在区域为陆地环境，沉积物平均粒径、有机碳等参数变化较小，δ13C偏负，沉积有机碳以陆源为主（土壤+陆地植物）；在海水入侵阶段（7.5-13.2 Ka BP），随着海平面的上升，受到波浪、潮汐等较强水动力条件和气候变化的影响，沉积物中参数波动较大，海源有机碳逐渐增多；海平面稳定阶段（7.5 Ka BP至今），水动力条件减弱、浙闽沿岸泥质区逐渐形成，伴随大量长江来源细颗粒沉积物的输入，有机碳的含量升高；同时，海平面稳定阶段的δ13C值高于海侵阶段，表明海洋初级生产水平也逐渐升高，沉积物中海源有机碳的占比增加（图2）。
图2. 末次冰消期以来东海内陆架D12柱沉积有机碳全样参数和端元模型结果（OML代表热不稳定有机质的占比，OMR代表热稳定有机质的占比，CRI代表热稳定指数，灰色阴影代表冷事件时间段）
值得注意的是，冷事件期间（如YD时期，10.3 Ka等）东海内陆架沉积物中TOC/SSA比值较高，陆源有机碳的占比升高，而海源有机碳的占比降低（图2）。热重分析结果也显示，冷事件期间CRI值显著降低，表明这一时期有机碳的热活性较高（图2）。结合石笋δ18O记录的降雨多少和Zr/Rb比记录的东亚冬季风强度变化，认为可能主要由两方面因素控制，一方面是冷事件期间东亚冬季风较强，沿岸流也随之加强，热活性较高的陆地植物来源有机碳可以快速地由陆向海输运并埋藏，减少了其在输运过程中的损失；另一方面是冷事件期间温度低、降雨少，河流输送的营养物质也随之减少，减弱了海洋初级生产水平，导致海源有机碳的输入减少（图3）。上述分析表明，冷事件有利于陆源活性有机碳在河口-近海的保存（图4）。
图3. 东海内陆架D12柱不同时期沉积物中不同来源有机碳占比与石笋δ18O记录的降雨多少和Zr/Rb比记录的东亚冬季风强度之间的关系
图4. 末次冰消期以来的冷事件促进东海内陆架陆源活性有机碳保存及海平面上升和气候变化对东海内陆架沉积有机碳保存影响的机制示意图
研究结果表明，东海内陆架在末次冰消期以来海平面上升和气候变化对不同来源、不同活性有机碳的保存具有重要影响（图4）。该研究有助于深入认识大河影响下的边缘海有机碳埋藏演化历史及其控制机制。
博士生Muhammad Faheem Ashfaq为第一作者，中国海洋大学姚鹏教授和自然资源部第一海洋研究所赵彬副研究员为共同通讯作者，合作者包括崂山国家实验室陈立雷研究员、中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室丁杨博士，海底科学与探测技术教育部重点实验室王楠博士、青岛海关技术中心叶曦雯研究员等。研究受到国家自然科学基金面上项目（42476044，42202216和42076034）、海洋一所青年基金（2024Q05）等项目的资助。
文章信息：
Ashfaq Muhammad, Bin Zhao, Lilei Chen, Yang Ding, Nan Wang, Xiwen Ye, Chao Gao, Xiaoyong Duan, Peng Yao.Impacts of sea level rise and climate change on the sources, preservation and thermal stability of sedimentary organic carbon in the East China Sea inner shelf since the last deglaciation. Quaternary Science Reviews, 2025, 362, 109416.
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109416
