长江口盐沼滩面发育对有机碳深度分布的制约

通过对长江口崇明东滩高潮滩、中潮滩以及光滩柱状样的有机碳含量与碳稳定同位素组成（δ13C）、粒度组成等的测定，研究盐沼有机碳深度分布特征与形成机制。结果表明，盐沼土壤颗粒有机碳（POC）主要赋存于粒径小于0.016 mm的颗粒中，POC含量对粒径在0.002~0.004 mm区间的颗粒含量变化最敏感，说明盐沼POC主要来自长江径流悬移质，这与有机碳稳定同位素结果一致。土壤POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系表明，高潮滩与中潮滩柱样的泥沙级配较为接近；光滩柱样POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系特征与高、中潮滩柱样的基本类似，主要不同表现在粒径大于0.016 mm的粗颗粒，这很可能受控于盐沼不同高程部位动力沉积过程。盐沼植被对高、中潮滩柱样POC的贡献相当可观，个别层段高达55.6%；植被对土壤POC的贡献受到滩面过程的明显制约。滩面动力沉积过程形成盐沼垂向上独特的沙、泥纹层构造，其优良的封堵效能显著影响土壤有机碳的垂向分布。盐沼滩面动力沉积过程是塑造有机碳深度分布特征的关键因素。     

增江颗粒有机碳同位素的AMS研究初报

全球河流每年向海洋输送约1Gt(10¹⁵g)的碳,其中40%为有机碳。然而,在海洋沉积物中却难以寻找到足量的陆地碳的生物地球化学标记[1]。显然,陆地碳在河流搬运过程中经历了复杂的生物地球化学变化,乃至“踪迹全无”。河流有机碳可大体上划分为颗粒态(POC)和溶解态(DOC)两种基本类型。就全球范围讲,河流输送的POC和DOC在数量上相当或DOC略高些。但在一些高浑浊的河流,尤其是亚洲季风区的河流中,POC在有机碳中却占绝对优势。如珠江干流水体中POCDOC比值高达5.0左右^[2]。因此,亚洲季风区河流中所搬运的POC对其注入水域的生物地球化学过程影响深远。河流有机质的来源复     

三峡水库建设对长江下游颗粒有机碳通量及碳同位素组成的影响

2008年4月至2009年4月,在南通长江干流每周采集一次表层悬浮物样品,共51个,分析了其粒度、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)含量以及有机碳同位素(δ13Corg)组成,研究了下游干流颗粒有机碳组成的季节性变化特征.悬浮物的平均粒径在一年内变化不明显,而POC和PN含量呈现洪季缓慢减小,枯季增加的趋势;δ13C...     

2012年秋季黄河口及莱州湾颗粒有机碳的地球化学特征及其影响因素北大核心CSCD

根据2012年9月在黄河口及莱州湾取得的悬浮体和水文调查资料,探讨了非调水调沙期间黄河15及莱州湾颗粒有机碳（POC）的地球化学特征及其影响因素。结果表明：（1）2012年秋季黄河口及莱州湾POC浓度介于42．25-1018．87gg／L之间,平均为316．35μg／L,底层POC浓度高于表层,这与沉积物再悬浮有直接关系;（2）黄河口POC呈现近岸区高,远岸区低的趋势,高值区出现在新、老两个河口区域,指示了陆源输入对河口区POC的直接控制作用;（3）在盐度为26～28（psu）之间黄河口POC有高值,表明絮凝沉降作用对POC空间分布的影响;底层POC与浊度显著相关,表明海底沉积物再悬浮对研究区POC空间分布的直接影响;悬浮物含量超过20mg／L时,生命态颗粒有机碳对总颗粒有机碳的贡献明显下降;（4）POC／PN值显示黄河15及莱州湾POC来源的复杂性,生物作用、沉积物再悬浮和黄河水沙输入对研究区的POC生物地球化学过程都有一定的影响。     

桂江流域河流有机碳特征

通过对桂江流域内植物、土壤碳同位素、河流有机碳含量及同位素进行系统取样测试分析发现,桂江流域C3植物的δ13C范围为-37.89‰~-23.27‰,C4植物δ13 C范围为-14.49‰~-12.00‰。土壤碳库的δ13 C范围为-30.43‰~-11.56‰,平均值为-24.32‰。土壤碳库主要受C3途径植物控制,C4途径植物对土壤碳库的δ13 C影响有限,植物残体转化成土壤有机质的过程中产生有机碳同位素分馏效应,造成土壤有机碳同位素比植物碳库偏重4.42‰。桂江河流DOC分布范围0.68~2.16mg/L,平均值为1.39mg/L。ρ(POC)分布范围0.11~1.14mg/L,平均值为0.37mg/L,DOC/POC的范围1.31~9.04,ρ(DOC)ρ(POC),成为水体有机碳的主要形式。流域水体中δ13CDOC值的范围为-29.682‰~-15.377‰,平均值为-24.810‰;δ13CPOC值的范围为-27.886‰~-24.271‰,平均值为-25.868‰;两者均位于土壤有机碳库同位素范围内,说明河流有机碳主要来源于土壤的机械侵蚀和土壤有机质的降解,受人类生产生活有机废弃物和河流自生浮游植物的代谢分泌物影响小。     

喀斯特石漠化治理措施对土壤颗粒有机碳与团聚体有机碳的影响

文章以耕地为对照,分析不同石漠化治理措施（花椒林和次生林）对土壤0~20 cm土层有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、矿物结合有机碳(MOC)和团聚体有机碳的影响,探讨POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系。结果表明:与耕地相比,花椒林和次生林均不同程度提高SOC、POC、MOC和团聚体有机碳含量。0~10 cm土层次生林SOC含量和各粒径团聚体有机碳含量均显著高于耕地和花椒林,在10~20 cm土层无显著差异;0~20 cm土层花椒林和次生林土壤POC含量显著高于耕地,MOC无显著差异。POC/SOC范围为20.38%~45.27%,花椒林和次生林显著高于耕地。相反,MOC/SOC为耕地显著高于花椒林和次生林 。退耕为花椒林和次生林后,SOC含量的增加主要以POC含量增加为主。次生林和花椒林>2 mm粒径对SOC贡献率显著高于耕地,但0.25~2 mm粒径、0.053~0.25 mm粒径和 < 0.053 mm粒径对SOC贡献率显著低于耕地。其相关分析表明:POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系均呈正相关,表现为次生林 > 花椒林 > 耕地。退耕恢复为花椒林和次生林后,SOC、POC和MOC增加量与团聚体有机碳增加量显著相关,其以次生林的相关性较强。石漠化治理措施改变SOC物理组分及其组成以及它们之间的关系,从而促进有机碳的积累。      

普定岩溶水-碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征(δ13C-Δ14C)与碳足迹

河流输送到海洋的溶解无机碳(DIC)和有机碳(OC)受自然和人为双重因素的影响。了解DIC和OC的年龄、来源和转化,有助于掌握全球碳收支和提高现在以及未来自然和人类对河流碳循环影响的估算精度。本研究以普定岩溶水-碳循环试验场泉(地下水)-池(地表水)耦联系统为研究对象,利用双碳同位素(¹³C- ¹⁴C)方法,结合水生植物生长和传统水文地球化学特征,揭示了地下水-地表水系统中DIC和颗粒有机碳(POC)的来源及其转化机制。研究发现:(1)泉-池系统中DIC和POC的Δ¹⁴C具有相同的变化趋势,泉水中Δ¹⁴C值低于池水中Δ¹⁴C值,反映后者可能有“较年轻”的CO₂的加入;(2)池水水化学和碳同位素变化由土地利用类型和池中水生植物共同控制;(3)池水中颗粒有机碳(POC)浓度明显高于泉水,且其Δ¹⁴C值表现出与沉水植物和DIC的一致性(表观年龄均为3 200900 a),说明池水POC主要源于池中水生植物光合作用利用了碳酸盐风化产生的老碳(DIC),使新形成的有机质在表观年龄上“偏老”;(4)池水水体内源有机碳对水体POC的贡献在75%以上,内源有机碳通量(以C计)在250 t·km^-2·a^-1至660 t·km^-2·a^-1之间,相对于其他土地利用类型,草地对应的地表水系统具有最大的内源有机碳占比和通量,指示了沉水植物控制型浅水水体初级生产对有机碳循环的重要作用。综上,我们认为在岩溶区通过土地利用调整来调控水生植物群落对于增加碳汇具有重要潜力。     

黄河口有机碳的时空输运特征及其影响因素分析

通过2004年4月,2004年9月,2005年9月,2006年4月4个航次,结合2003年8月对河道感潮带的连续同步观测,对低流量下黄河口有机碳的输运特征进行了考察。结果发现:黄河输入至河口的悬浮物中颗粒有机碳(POC)含量约为0.51%,主要以陆源输入为主,几乎不受季节变化影响,由于大量POC含量低的陆源泥沙的稀释作用,浮游植物对总颗粒有机碳的贡献只有在悬浮物含量(TSS)<200mg/L时才能显现出来;黄河口TSS超过455mg/L时,有机碳入海以颗粒有机碳为主;反之,以溶解有机碳为主。黄河口悬浮物在低盐度区沉降作用前后的中值粒径降低,Φ>16μm的悬浮物的沉降作用比Φ<16μm的悬浮物更为剧烈,POC含量随悬浮物粒径的降低而升高,黄河携带的颗粒有机碳80%以上集中在Φ<16μm的TSS中;低流量下,黄河口最大混浊带对POC的过滤效率为65%,混浊带对POC的过滤效应能造成黄河口POC的有效通量被高估;由于受黄河口沉积物向水体解析DOC的影响,在盐度小于10时,DOC几乎不受海水稀释作用的影响,但在盐度大于10的区域DOC与盐度表现出良好的负相关关系,黄河口枯、丰水期淡水端溶解有机碳的有效浓度分别高于实测最高值20%和10%左右,从而造成黄河口DOC有效通量被低估。     

黑潮与毗邻陆架海域的碳交换

作为沟通陆架边缘海与开放大洋的北太平洋西边界流,黑潮对毗邻中国陆架海域碳循环有着不可忽视的影响。分析总结了黑潮与毗邻陆架海域海水中溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解无机碳(DIC)和颗粒无机碳(PIC)分布与交换的现有研究成果。分析表明,黑潮通过表层水涡旋、入侵以及次表层以下水体上涌等形式携碳进入毗邻陆架海域。在黑潮与毗邻陆架海域,DOC和POC的分布受生物活动、水团混合以及沉积物—水界面相互作用的共同影响,表层与陆架水中含量较高,DIC受海水碳酸盐体系平衡影响,表层含量低于底层,在陆架海域与上升流区有高值,PIC含量较低。在台湾东北海域,DOC,POC和DIC由东海陆架海域向黑潮有净输出,输出量分别为2 431×109,1 051×109和21 733×109mol C/a,PIC通过陆架源悬浮颗粒物向黑潮主流输送,通量为1 852×109mol C/a。DOC,POC和PIC由南海经吕宋海峡向黑潮有净输出,输出量分别为2 652×109,1 009×109和230×109mol C/a,但DIC由黑潮向南海有净输出,通量为13 005×109mol C/a。台湾海峡碳循环受黑潮输运的影响,但影响机制及过程至今并不清楚。因此,黑潮与毗邻陆架海域的碳交换过程研究还有若干重大科学问题亟待解决,尚需深入系统的研究。     

BIOGEOCHEMICAL CYCLE OF RIVERINE CARBON IN THE GUIJIANG RIVER: TRACING WITH 14C AND 13C

基于一个水文年度的月周期性采样分析,用河流悬浮颗粒物的有机碳(POC)和溶解无机碳(DIC)的同位素信号探讨了桂江径流中碳的生物地球化学循环.桂江悬浮颗粒物中POC含量多介于1.70％～14.27％之间,平均为(4.54±2.94)％;河流POC的Δ14C值介于-235.8‰～ -26.7％之间,平均为(-135.38±57.27)‰,没有检出“核爆14C”信号,揭示了较为强烈的流域地表扰动和土壤侵蚀状况.桂江POC的稳定同位素组成(δ13C)变化于-29.92％ - -24.71‰之间,平均为(-26.86± 1.29)‰,这与以C3植物为主的流域生态系统的碳同位素组成一致.桂江颗粒有机质的C/N比多介于5.54 11.53之间,平均为7.97,低于全球河流的平均状况.一方面,土壤有机碳、岩石来源的地质碳及藻类生物量的混合比例决定了桂江河流颗粒有机质的C/N比和Δ14C值;另一方面,微生物群落对水体有机质的代谢分解作用也在一定程度上改变了有机质的元素和同位素比值.桂江河流DIC的δ13C值变化于-17.22‰～-10.65‰之间,平均为(- 12.95±1.94)‰.冬半年河流DIC(δ13C值平均为-11.47‰)几乎全部来自碳酸盐矿物的化学风化,夏半年土壤硅酸盐矿物的化学风化对DIC(δ13C值平均为- 14.73％)的贡献达28％.     

珠江水体悬浮物碳稳定同位素组成与流域土壤侵蚀研究

以珠江流域水体悬浮物为研究对象,对其碳稳定同位素组成(δ13C)及颗粒有机碳(POC)的含量进行了测定和研究。结果表明:河流悬浮物同位素组成与珠江流域植被分布格局、土壤有机质密切相关;珠江悬浮物碳同位素组成主要受C3植被影响,其中,西江悬浮物碳同位素组成表现出较强的C4植被特征。东江水体悬浮物碳同位素组成在洪水季节表现出较强的C4植被特征,其它季节则表现出C3植被特征;北江水体悬浮物碳同位素组成无明显的C4植被特征。东江悬浮物样品POCδ13C值呈逐年上升趋势,与近年来流域内植被破坏和土壤侵蚀加剧相对应,并显示其侵蚀程度超过西江流域。     

Characterization of organic matter in surface sediments of the Mackenzie River Basin, Canada

The particulate organic matter in < 63 µm surface sediments from the Mackenzie River and its main tributaries was studied using Rock-Eval pyrolysis and organic petrology. The organic matter in the sediments is dominated by refractory residual organic carbon (RC) of mainly terrigenous nature, as indicated by abundant inertinite, vitrinite, and type III kerogen. Sediments from the tributaries contained significantly more algal-derived organic matter than from the main channel of the river, highlighting the importance of low-energy system dynamics in the tributaries, which allows modest algal production, more accumulation, and better preservation of autochthonous organic matter. This is particularly true for tributaries fed by lacustrine systems, which showed the highest S1 and S2 fractions, and consequently higher total particulate organic carbon (POC) in the basin. Organic petrology of the sediment samples confirms abundant liptinitic materials (i.e., fat-rich structured algae, spores and pollen, cuticles, and resins). Forest fire and coal deposits are also confirmed to contribute to the basin. Assuming that suspended and fine surfacial sediments have a similar OC composition, the Mackenzie River is estimated to deliver a total POC flux of 1.1 Mt C/yr to its delta, of which 85% is residual carbon with liptinitic OC (S1 + S2) and S3 accounting for another 9% and 6%, respectively.     

西江流域的有机碳侵蚀通量

在西江下游的马口水文站对径流进行了4个季节的有机碳采样分析。研究表明,西江径流有机碳的断面构成在各个季节均较为一致;季节性变化表现为,有机碳和悬浮物含量随流量的增加而增加。随着水体悬浮物含量的增加,悬浮物的有机碳含量呈对数趋势降低。西江流域的有机碳侵蚀通量为10.18×106gC/km2·yr.,是全球外流域有机碳侵蚀通量的2～3倍,其中以颗粒有机碳的侵蚀通量为主,达到8.30×106gC/km2·yr.,溶解有机碳的侵蚀通量为1.88×106gC/km2·yr.。反映了流域内较强的机械剥蚀过程,这与西江流域典型的季风气候、较大的地形高差,以及农业耕作历史长久、土地利用强度较大等因素有关。     

长江干流颗粒有机碳及其同位素组成的季节性输送特征

2007年夏季和冬季对长江干流悬浮物进行了季节性采样,系统分析了悬浮物颗粒有机碳含量及稳定碳同位素的组成,研究了其空间分布以及季节变化特征。结果显示,长江干流夏季颗粒有机碳含量在0．4％～1．3％,冬季含量在0．7%-2．2％。冬季和夏季颗粒有机碳平均δ^13C值分别为-24．74‰和～24．83‰,季节性差异不大,在...     

珠江马口站,河口站断面水体有机碳含量的季节变化

１９９７年７月份和１１月份对北河口站和西江马口站水体有机碳含量进行了两次采样分析。结果表明;两江水体的颗粒有机碳含量在不同 均高于溶解有机碳含量,这与全球河流以溶解有机碳为主的平均格局显著不同。溶解有机碳,颗粒有机碳含量以及总有机碳含量均不文季节的变化而变化,汛期含量高于平水期。悬浮物中有机碳的含量的随悬浮物含量的增加,也即流域土壤机械侵蚀强度的加强而降低,这种现象与全球河流的总体趋势一致。汛期水     

Geochemical characteristics and organic carbon sources within the upper reaches of the Xi River,southwest China during high flow

Carbon (POC, DOC) and carbon isotopes (δ¹³C) within two headwater tributaries to the Xi River Basin, southwest China were analyzed to document the geochemical characteristics and sources of organic carbon (C) within basins characterized by a monsoonal climate and karst landforms. δ¹³ C _POC value and C/N ratio data indicate that suspended soil organic carbon (SOC) was an important source of POC in both the Nanpan and Beipan rivers (i.e., the studied tributaries). However, differences in C sources exist between the Nanpan and Beipan River Basins. Higher terrestrial plants supplied a portion of the POC within the Beipan River. In contrast, the Nanpan River was characterized by an inverse correlation between POC and DOC, and a positive relationship between the δ¹³C values. These trends indicate that DOC within the Nanpan River was partly derived from the degradation of soil C within the water column. In addition, the interception of C by hydrological projects (e.g., dams) positioned along the Nanpan River led to higher DOC/POC ratios. In contrast, within the Beipan River δ¹³C _DOC values range from ?20 to ?25.2 ‰ and are consistent with ratios associated with soil C, suggesting that leaching of C from catchment soil was the dominant source of DOC. Organic C in tributaries to the Beipan River may also have been derived from intense upland soil erosion, a process that resulted in the lowest DOC/POC ratios. The collected data indicate that land-use changes have potentially influenced regional- to local-scale organic C budgets within subtropical basins subjected to karstification.     

黑龙江省乌裕尔河流域有机碳迁移与沉积通量

我国目前水土流失严重,确定土壤侵蚀究竟属于碳汇还是碳源,对认识我国土壤有机碳含量具有重要意义。以黑龙江省乌裕尔河流域为研究区域,采集松嫩平原南部河水和悬浮物样品以及沉积物样品各10套,垂向剖面14条,扎龙湿地沉积柱2个,生物样品405件,根系土305件,对采集的原水进行过滤和测试。根据样品的主量元素、微量元素分析及210Pb1、37Cs、粘土矿物、磁化率、反射光谱、粒度的测试结果,开展黑龙江乌裕尔河流域土壤有机碳侵蚀通量、流域内有机质迁移方式及扎龙湿地沉积速率等研究,认为:本区影响土壤有机碳稳定性的主要因素包括温度、降雨量和土壤质地;乌裕尔河流域每年主要以溶解形式在水体中长距离迁移的方式向扎龙湿地输入有机碳,其总量估计为2.91×106kg;扎龙湿地每年沉积的有机碳总量估算为2.71×106kg,近几年的平均沉积速率约为0.34 g/(cm2.a)。根据本区的有机碳循环数据分析,乌裕尔河流域的侵蚀土壤最终进入扎龙湿地进行沉积,属于碳汇的范畴。研究结果对于查明土壤侵蚀对土壤有机碳汇/源影响提供了依据。     

Sources,sinks and distribution of organic carbon in the St. Lawrence Estuary,Canada

Carbon isotope ratio analysis of particulate, planktonic, and sedimentary organic carbon and dissolved inorganic carbon has been used to study the sources and sinks of the organic carbon in the St. Lawrence Estuary and Gulf of St. Lawrence, Canada. Particulate organic carbon (POC) isotope ratios in the upper St. Lawrence Estuary are uniform and indistinguishable from those of POC in the St. Lawrence River and of planktonic organic carbon in both areas. The abundance of freshwater diatoms in the upper Estuary suggests that upper Estuary POC is predominantly “fresh” organic matter of riverborne origin. Upper Estuary POC is isotopically different from POC in the lower St. Lawrence Estuary and Gaspé regions, but is not different from POC from the surface waters of the open Gulf of St. Lawrence. The isotopic composition of planktonic organic carbon mirrors that of the POC, indicating that the POC in the lower Estuary and Gulf is also “fresh” organic matter. Since the lower Estuary POC forms an isotopic barrier between the upper Estuary POC and the Gulf of St. Lawrence POC, there appears to be little mixing of POC between these three reservoirs. Therefore POC in the lower Estuary and Gulf is most likely both produced and deposited (or degraded) in situ.An examination of carbon isotope ratio differences between the planktonic and dissolved inorganic carbon reservoirs shows that this difference varies significantly and somewhat unpredictably between sectors of the study area. Interpretation of environmental carbon isotope data on the basis of an assumed, constant fractionation factor may be subject to large errors. Direct measurement of both reservoirs is obviously preferable.