长江口内外表层沉积物中营养元素的分布特征研究

通过对长江口内外9个表层沉积物中不同形态碳、氮、磷含量的测定,得到了长江口内外表层沉积物中营养元素的分布特征,探讨了影响其分布的主要因素。长江口内外表层沉积物中的营养元素在河流段的分布波动较大,在口门附近海域分布较平缓。在三种营养元素中,IC、ON和IP分别为C、N、P的优势形态。在影响表层沉积物中营养元素分布的因素中,沉积物的粒度和上覆水体的盐度在其中起着重要的作用,同时还受到近岸排污和海洋生物生产的影响。     

长江口邻近海域沉积物和间隙水中硅的研究

以2011年6月和8月在长江口邻近海域采集的沉积物和间隙水样品为研究对象,讨论了沉积物中生物硅（BSi）和间隙水中溶解硅（DSi）的分布情况和影响因素,并初步探讨了生物硅的循环和保存。结果表明,表层沉积物中BSi的含量较低,且均小于1%。柱状沉积物中BSi的含量范围为0.34%~0.52%。C3、D1站位柱状沉积物中BSi的记录主要是由早期成岩过程控制,33#站位的分布特征主要是由水动力等变化控制。沉积物间隙水中DSi的浓度范围为101.6~263.9 μmol/L,低于纯BSi的溶解度;间隙水的pH值越大,沉积物的含水率越低,还原性越强,间隙水中DSi的含量越高。3站位生物硅的埋藏效率均较高,表明长江口邻近海域是潜在的硅的汇。沉积通量的分布与沉积速率和埋藏效率的分布一致,均有近岸高于远海的趋势。     

海洋沉积有机物质的降解及其模式

作为长期碳汇,海洋沉积物中埋藏的大量有机碳对全球碳循环和气候变化有重要影响。有机碳从海洋输出到沉积物中后,在沉积物中还要经历有氧降解和无氧降解。有机物降解是一个十分复杂的过程,影响这一过程的因素有很多,包括有机物本身的分子结构和组成种类;氧化还原状态;有机物所附着的基质;温度、压力、盐度等物理环境因素以及生物因素。研究沉积有机碳的含量及埋藏量变化首先需要校正降解对沉积有机碳含量的影响。降解模式是定量估算降解对沉积有机碳的影响的一个主要手段。在前人的研究基础上,讨论了影响沉积有机碳降解的因素,对降解模式的研究进展和应用进行了综述,提出了未来降解模式的发展中存在的问题。     

末次盛冰期以来冲绳海槽中部沉积物有机碳和磷的地球化学研究

利用元素及同位素地球化学方法研究了冲绳海槽中部沉积物岩芯中有机碳及磷的地球化学特征及影响因素。结果表明，冲绳海槽沉积速率（16.5~32.5 cm/ka）变化小，不是沉积物中有机碳埋藏的重要影响因素。相对于全新世氧化性底水环境，末次盛冰期/冰消期冲绳海槽缺氧底水环境提高了沉积物对有机碳的埋藏效率。冲绳海槽沉积物中各形态磷的相对含量与其他边缘海沉积物中的相似。交换态磷（Ex-P）含量低、变化小。末次盛冰期/冰消期缺氧底水环境下铁氧化物的还原溶解导致铁结合磷（Fe-P）释放以及自生磷矿物（Au-P）的形成。全新世氧化性底水条件有利于铁氧化物的有效再生及对磷的再吸附，但不利于Au-P的保存。总有机碳（TOC）和有机磷（Org-P）之间良好的相关性表明TOC埋藏对Org-P含量的重要控制作用。冲绳海槽沉积物中碎屑磷（De-P）含量低于长江口及东海陆架沉积物中的含量，这与陆源碎屑向外海传输减弱有关。在约9.3 ka BP（岩芯200 cm深度），TOC、Fe-P、Org-P、De-P以及Fe_HR均出现的极小值可能由物质坡移造成。     

基于水淘选分级的长江口及其邻近海域表层沉积物中有机碳的来源、分布和保存

从分级的角度认识大河三角洲前缘河口沉积有机碳的来源、分布和保存对深刻理解全球碳循环具有重要意义。于2012年6月采集了长江口和浙闽沿岸共6个站位的表层沉积物样品,采用水淘选的方法按照颗粒物水动力直径大小对其进行分级分离,分析了这些分级样品的有机碳含量、稳定同位素、比表面积以及木质素等参数,并且结合蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域不同粒级沉积有机碳的来源、分布和保存特点。结果表明,长江口表层沉积物的有机碳在小粒级中含量较高,如8~16μm粒级有机碳含量的均值为1.30%,而32~63μm粒级的均值为0.90%,但是大粒级有机碳对沉积物有机碳的贡献最高(81.3%),这是因为大粒级的质量贡献占绝对优势(72.0%)。三端元混合模型的计算结果表明,长江口表层沉积物中沉积有机碳的贡献以海洋来源为主(平均为73%),土壤和维管植物也有一定贡献(平均值分别为21%和6%)。在小粒级(8~16μm)中,土壤对于沉积有机碳的贡献显著高于其他粒级,这是由于土壤有机质比较容易富集在细颗粒上。木质素的参数,如C/V(0.04~0.32)和S/V(0.33~1.23),显示长江口表层沉积物主要来源于草本和木本被子植物的混合,随着粒级的增大,草本被子植物的来源逐渐增多。浙闽沿岸分级沉积物的OC/SSA0.4mg/m2,而长江口的站位中OC/SSA0.4mg/m2,表明长江口沉积有机碳的保存效率比浙闽沿岸的高。木质素降解参数,如(Ad/Al)v、3,5-Bd/V和P/(S+V)随着粒级的增大逐渐降低,表明小粒级降解程度较高,而大粒级中降解程度较低。     

海南儋州湾红树林区沉积有机质来源及碳储量

本文测定了海南儋州湾南岸柱状沉积物的粒度、总有机质参数(TOC、C/N和δ¹³C)和类脂生物标志物含量,并通过端元混合模型使用红树植物特征标志物蒲公英萜醇含量、长链正构烷烃含量和δ¹³C值半定量区分了海南儋州湾南岸沉积有机质来源,尤其是红树林的贡献。另外,通过估算沉积物的有机碳储量来评估儋州湾红树林区域的储碳能力。在沉积有机质中,陆源、水源和红树植物有机质所占平均比例分别为47%,36%和17%。沉积物柱状样中单位厘米深度沉积物的碳储量范围在0.12~2.90 t/ha。本研究表明,儋州湾地区沉积物中来自于红树林的有机质比例较低,且其碳埋藏量可能低于全球平均水平。修复和保护儋州湾红树林,能够有效提升湿地的碳埋藏效率,从而减缓大气CO₂上升对环境的负面影响。本文应用生物标志物和碳同位素方法,半定量区分了红树林生态系统各种来源有机碳的贡献,将蒲公英萜醇作为红树林特征生物标志物应用在计算模型中,能够量化红树植物来源有机碳的贡献,加深对红树林系统有机碳埋藏情况的了解。     

长江口-东海内陆架早期成岩过程及影响因素

边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程,目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口-东海内陆架采集了短柱状沉积物,对间隙水中溶解无机碳(DIC)、溶解无机氮(DIN)、二价铁(Fe ²⁺)、二价锰(Mn²⁺)和硫酸根(SO₄^2-)离子等参数进行了分析,并结合表层沉积物中粒度、比表面积、有机碳及稳定碳同位素组成和底层水环境参数,研究了不同沉积环境下沉积物中的早期成岩过程及其影响因素。结果表明,长江口-东海内陆架泥质区沉积物间隙水中DIC和NH₄⁺的浓度随着深度的增加逐渐增大,且在其中心站位有较高的DIC、NH₄⁺产生通量(分别为4.03 mmol/(m²·d)和0.57 mmol/(m²·d))和SO ₄^2-消耗通量(-4.56 mmol/(m²·d)),沉积...     

长江古河谷早中全新世沉积物碳埋藏通量与来源解析

为了研究长江古河谷地区早中全新世沉积物的碳埋藏速率及来源,进行了ZK1孔沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)及δ₁₃C的测定,结合AMS₁₄C(植物碎屑、贝壳)测年、有孔虫及粒度数据,分析了长江古河谷碳埋藏的时空分布特征与TOC来源。采用历史地理学、沉积地质学结合测年数据进行了年代地层划分,自下而上分别为U1潮汐河道、U2河口湾、U3潮流砂脊和U4前三角洲。沉积物受到水深、径流、河口余环流、潮流、波浪、风暴与再矿化等作用或因素影响,TOC平均值为0.41%,低于长江河口表层沉积物基准值0.46%。ZK1碳埋藏通量(TOC_BF)介于7.4～110.5 g/(m₂·a)之间,差异较大。TOC_BF数值主要受控于沉积速率。δ₁₃C与TOC/TN(C/N)投影点结果表明,TOC来源表现为多源特征,且整体表现为偏陆源特征。C/N与δ₁₃C线性拟合相关性高,适合采用C/N与δ₁₃C进行TOC来源的定量分析。基于C/N与δ     

长江口和东海海域沉积物粒径对有机质分布的影响

利用2007年11月采集于长江口和东海陆架区域的78个站位的表层沉积物样品,以及2007年11月、2008年4月采集于长江口东南和浙江近岸泥质区的悬浮物样品,对长江口和东海海域表层沉积物以及部分站位的悬浮物进行了粒度、有机碳和总氮的分析和研究,探讨了沉积物粒径对有机质运移和沉积过程的影响.结果表明:(1)水体中悬浮物的...     

湖泊沉积物中有机质碳同位素特征及其古气候

本文对湖泊沉积物中有机质碳同位素的形成条件及其与环境气候的关系进行了初步讨论。湖泊沉积物中有机质碳同位素主要由湖泊沉积物中有机质来源决定，因此也涉及有机质合成所需碳的来源。此外，还受湖水化学性质（ｐＨ值、硬度等）、湖泊初级生产力、大气二氧化碳浓度、流域水文特征、区域自然环境、沉积环境以及沉积物埋藏后的保存状况等因素影响。有机质碳同位素与气候条件存在着一联系。￣（１３）Ｃ值高，一般对应于气候的暖期；￣（１３）Ｃ值低则对应冷期。但两者关系实际远非如此简单，一些地区的湖泊沉积物有机质￣（１３）Ｃ对气候波动并不敏感，有时甚至具有反向的变化，本文就这些问题作了详细论述。另外，通过对鄱阳湖、呼伦湖等湖泊沉积物中有机质碳同位素特征分析，认为￣（１３）Ｃ值对区分湖泊沉积中间夹的非湖相（河流、风沙沉积等）沉积环境也具有明显的指导意义。     

Distribution of organic carbon in sediments and its influences on adjacent sea area in the turbidity maximum of Changjiang Estuary in China

Distributions and sources of total organic carbon （TOC）in seabed sediments and their implications for hydrodynamics are analyzed, in the turbidity maximum of the Changjiang Estuary. Ecology ecoenvironmental effects of estuary water on the continuously increasing terrigenous organic carbon from the Changjiang River are also explored through variations of organic carbon content and water quality indicators. Results show that, hydrodynamics exert important influences on distributions of organic carbon in the tur- bidity maximum of Changjiang Estuary. For their redistribution effect of terrigenous organic carbon within the moving layer in the whole region, variations from land to sea are not indicated by surficial and vertical average values of TOC and total nitrogen （TN） contents in core sediment, as well as organic stable carbon isotopes in surface sediments. However, on the long-time scale, the trend of terrigenous organic carbon decreasing from land to sea is still displayed by variations of stable carbon isotopic average values becoming heavier from land to sea. Previous studies have shown that high content of Chl a cannot appear in the Changjiang Estuary in despite of adequate nourishment supply, because photosynthesis of phytoplankton is constrained by high suspended sediment concentration（SSC）. However, an area with a high content of Chl a occurs, which may be caused by resuspended benthic algae with bottom fine grain-size sediments. Tremendous pressures are imposed on the environment of Changjiang Estuary, because of uhrophication trends and special hydrodynamics. Phytoplankton bloom area tends to extend from the outer sea to the mouth of Changjiang River.     

九龙江口潮滩表层沉积物有机质的分布、来源及沉积环境指示意义

本研究旨在揭示九龙江口潮滩有机质含量及其来源的时空分异规律,寻找有效识别潮滩沉积环境的有机碳指标,以便更好地将有机碳应用于河口沉积微相识别和古环境研究。在九龙江口潮滩不同地貌单元,于夏季和冬季采集41个表层沉积物,进行粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和稳定碳同位素(δ¹³C)测试。结果显示：从高潮滩至低潮滩,沉积物粒度逐渐变粗,TOC、TN和C/N变小,δ¹³C值偏正。高潮滩有机质来源以陆源和红树林贡献为主,中潮滩以海源和互花米草贡献为主,低潮滩以海源贡献为主。九龙江口潮滩有机质的分布和来源受控于河口陆海相互作用的季节变化、潮滩沉积动力分异和潮滩植被分布。高潮滩与中–低潮滩之间,TOC存在显著性差异,TN、δ¹³C存在极显著性差异,因此参数组合TOC、TN和δ¹³C可作为高潮滩与中–低潮滩的有效判别指标。     

Sedimentary records of eutrophication in the Changjiang Estuary upwelling area over last 100 a

The upwelling area in the Changjiang Estuary was selected to collect the core, where the red tide occurred frequently and hypoxic existed. The total organic carbon （TOC）, total nitrogen （TN）, biogenic silica （BSi） and stable organic carbon isotopic ratios（δ13 Corg） were determined on the 210pb-dated sediment core. The concentrations of TOC, TN, BSi as well as their sedimentation fluxes have in- creased to some extent since the 1970s. TOC and TN fluxes increased about 45%, 36% respectively. The average δ13 Coorg value in the core was -23.67 ×10^-3 which remained nearly constant before the 20 century. The δ13 Corg values increased after the 1900s, two marked increases were observed from the 1950s and the 1970s. A simple δ13 Cors model was used to estimate the contribution of terrigenous and marine organic matter inputs for the sediment, which indicated the increase in accumulation since the 1970s has been almost exclusively marine. The increasing of marine organic matter accumulation （TOC, TN and BSi） was corresponding with the increasing of fertilizer consumption and the NO3-N budgets from the Changjiang River. The riverine runoff of fertilizers and nutrients stimulated the algae blooming. Enhanced primary production resulted in an enrichment of organic matter in the sediment. These data support the hypothesis that anthropogenic nutrient loading has been a significant factor on the eutrophication in the Changjiang Estuary.     

长江口柱状沉积物中氮的形态特征研究

研究分析了长江口柱状沉积物中氮的赋存形态,并结合沉积速率和有机碳含量分析了氮的迁移转化特征和有机质来源.研究结果表明,有机物与硫化物结合态氮(OSF-N)是柱状样可转化形态氮中的主要赋存形态,碳酸盐结合态氮(CF-N)含量最低;位于长江口122°E附近测点的各形态氮的垂直分布与122.6°E附近测点的差异明显,受水动力...     

2015年春季长江口表层沉积物生源要素分布和来源

根据2015年5月对长江口及其邻近海域的生态环境调查资料, 探讨长江口春季表层沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和生源硅(BSi)4类生源要素的空间分布和来源。结果表明: 2015年春季长江口表层沉积物TOC、TN、TP和BSi平均含量分别为0.315%、0.041%、0.066%和0.450%, 其中, 沉积物中TOC、TN受到陆源输入和海洋自生输入双重影响, 且海洋自生组分的贡献较大, 二者空间分布均呈现南部分布最高并沿西北方向递减趋势; TP分布主要受陆源输入影响, 并呈西北向东南递减趋势; BSi来源于生物沉积, 总体呈现南部高、北部低的分布趋势。与2007年相比, 长江口表层沉积物有机碳、氮含量降低, 东南外海区域替代浑浊区域成为表层沉积物生源要素含量最高区域, 且陆源输入对长江口表层沉积物生源要素的贡献趋于减弱。     

台湾海峡西部沉积物中碳的来源及埋藏

根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3)、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01～1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外...     

三峡截流后长江口秋季TSM、POC和PN的分布特征

基于2004年11—12月长江口56个站位的悬浮体调查资料,分析了长江口区悬浮体总量(TSM)、颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)质量浓度的平面分布特征,探讨该区TSM及颗粒有机质的物质来源和三峡截流对长江三角洲的影响。结果表明,表、底层TSM与POC、PN质量浓度之间存在显著的正线性相关关系并都呈现出南高北低的格局,说明了长江悬浮颗粒物入海后主要沿东南方向输运。POC、PN质量分数与POC、PN的质量浓度不同,它们与TSM质量浓度对数有负相关关系。由于河口区底质再悬浮作用显著,TSM和POC、PN质量浓度呈现表层低、底层高的特点。长江口悬浮体主要来自长江径流和底质沉积物的再悬浮。与三峡截流前数据的对比表明,截流对目前长江口区的TSM和POC尚未造成明显的影响。     

Spatial and temporal variations of sedimented organic matter in Xiaohai Lagoon, Hainan Island

The characteristics of grain-size,total organic carbon(TOC) and total nitrogen(TN) contents,TOC/TN ratios,stable carbon isotope(δ13C) and 210 Pb dating were measured in six sediment cores from the Xiaohai Lagoon.The results show distinct spatial and temporal variations in sedimentation patterns.The sediments are dominated by clayey silt,sandy silt and by silty sand in the southern,middle lagoon and the northern lagoon,respectively.TOC and TN contents decline from south to north.Sedimentation rates,determined by 210 Pb dating,tend to decrease from south to middle.However,the determination of sedimentation rate in the north is difficult.These spatial variations are related to the variations in sediment sources and hydrodynamic conditions in the Xiaohai Lagoon.The variations of organic matter signatures can be divided into two stages in the cores from the southern and middle lagoon.Before 1988,the organic matter signatures are relatively stable.The contribution of terrestrial organic carbon sources varies between 60% and 85%.After 1988,the organic matter signatures demonstrate significant variations.TOC and TN contents increase rapidly,TOC/TN ratios decrease,δ13C values shift to higher and the contribution of terrestrial organic carbon sources decreases to 40%-50%.The contributions of phytoplankton organic matter have increased in the sediment since 1988.Increasing aquaculture activities have had a significant impact on organic matter signatures since 1988.The sedimentation rates have increased rapidly in the southern and middle lagoon since 1988 due to the anthropogenic activities which include aquaculture,mining and deforestation.These activities have caused eutrophication and increased siltation in the southern and middle lagoon.     

环雷州半岛近海表层沉积物有机碳分布及其控制因素分析

对环雷州半岛近海43个海底表层沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、沉积介质条件(包括沉积物粒度)进行了分析,探讨了沉积物TOC、TN的区域分布特征以及影响有机碳分布的主要因素。结果表明,环雷州半岛近海海域海底表层沉积物有机碳含量在0~0.79%之间,平均值为0.26%。与中国其它近海海域相比,环雷州半岛大部分近海区域海底表层沉积物有机碳含量明显偏低,为有机质贫乏区,仅雷州半岛西南部流沙湾近海海域为TOC相对高值区。总氮含量也不高,在0.011%到0.100%之间,TOC与TN存在较强的正相关性,且平面上TOC与TN分布高度重合,显示氮元素主要以有机化合物形式存在。TOC/TN比值在5.1~14.3之间,表明沉积有机质具有陆源输入和海洋自生来源的混合特征,但以雷州半岛西侧北部及东侧中部海域受陆源有机质输入影响更大。大多数站位海底沉积物粒度构成以粉砂为主、粘土次之,少数站位以砂质沉积为主。沉积物有机碳含量与粘土及粉砂含量呈弱正相关性,与沉积物pH值、Eh值及砂含量呈弱负相关性,这表明海底沉积物有机质丰度受有机质来源输入、海底氧化还原状态和沉积水动力条件(沉积物粒度)等因素综合控制。