活性铁对海洋沉积物中有机碳的保存作用

沉积物碳汇是海洋碳汇的重要组成部分,揭示沉积物的储碳机制对研究气候变化与全球碳循环的相互作用具有重要意义。矿物对有机碳的保护作用是有机碳最重要的稳定机制,其中活性铁（FeR）在沉积物有机碳的累积作用中发挥着捕获有机碳并形成“铁锈碳汇”的重要作用。本文系统梳理了近年来关于海洋沉积物中FeR的固碳的研究成果,总结了海洋沉积物中FeR的提取方式、类型、固碳量、固碳机制、结合有机质来源及分子类型,阐述了FeR固碳的重要意义,旨在加深对矿物与有机碳相互作用的理解。海洋沉积物中FeR常通过柠檬酸盐 碳酸氢盐 连二亚硫酸盐(CBD)还原提取,主要以针铁矿、水铁矿及赤铁矿等氧化物形式存在。FeR可以结合沉积物中约80%的有机碳,结合机制包括以配体交换为主的吸附机制和共沉淀/螯合机制。FeR与有机碳的结合机制可依据铁结合有机碳（FeR OC）与FeR的摩尔比值（FeR OC∶FeR）简单判定,当FeR OC∶FeR低于1.00时以吸附方式结合,大于1.00时以共沉淀方式结合,且共沉淀相比吸附机制具有更高的有机碳结合量及稳定性。大部分海洋沉积物中FeR优先与海源类有机质结合,但在氧化还原频繁的河口及三角洲地区倾向与陆源类有机质结合。分子模拟实验、木质素氧化降解及近边X射线吸收精细结构光谱表明FeR与芳香碳及羧基碳等有机质具有更高的亲和性。FeR对有机质的稳定保存及减缓气候变化引起的负反馈具有重要意义,建议未来更多关注沉积物中有机质与铁矿物结合的具体过程及不同沉积环境FeR固碳的差异机制,更加关注不同结合机制的定量化及重要性对比研究。     

亚氧化大陆边缘沉积物中镉和锰的成岩分离

在早期成岩作用理想稳定状态的观点中,沉积物沉淀包含了多个仅能发生某些氧化还原反应的剧变的限定带。实际上由于孔隙水成分可能受到有机碳输入、底层水温度和化学成分变化及沉积速率变化的影响,带与带之间的界线多少有点模糊。这些变化能造成沉积物中氧化—缺氧边界位...     

酸化过程对海洋沉积物中有机碳同位素分析的影响

海洋沉积物中有机碳同位素(δ13C)可以示踪海洋生态系统中有机质来源,对环境研究具有重要意义。分析沉积物中有机物的δ13C,需要对样品进行酸化,以去除无机碳的影响。由于不同来源的沉积物中无机碳的含量和组份存在差异,需要针对样品性质,优化酸化处理过程。本研究分别选取了无机碳含量不同的温带与热带河口、海湾沉积物样品,比较了3种不同酸化过程对有机物δ13C分析的影响。研究结果表明:方法1(酸洗法)中6%H_2SO_3和1mol/L H_3PO_4对无机碳含量较高的热带河口、海湾样品去除效率较低,而2mol/L HCl去除无机碳酸盐的效果较理想。方法2(酸蒸法)并不适用于无机碳含量较高的热带河口、海湾样品;而对于无机碳含量相对较低的温带河口、海湾样品,9h酸蒸较为适宜。方法3(非原位酸洗)的结果较方法1和方法2偏正,表明其对含13C丰富的有机组分破坏较小,且方法3中残留的酸对δ13C的分析没有影响。因此,方法3是去除海洋沉积物中无机碳较理想的方法。     

大陆边缘沉积物中的气水合物

气水合物是甲烷或其他低分子气体与水分子的化合物,它在低温和相对高压的条件下仍然是稳定的。水深超过300 m的海洋符合这样的条件。气水合物以冰的集合体形态广泛分布于富含有机质的海洋沉积物中,后者分解后形成了甲烷。近年来对这些化合物的兴趣有两个主要原因:首先,现已查明     

南黄海沉积物中活性铁氧化物对有机碳的保存作用

土壤和沉积物中活性铁对有机质的吸附对有机质具有长期稳定和保存作用,从而在地质时间尺度上缓冲大气CO₂浓度。本文利用连二亚硫酸钠还原性溶解提取活性铁氧化物（FeR）及与之结合的有机碳（Fe-OC）,定量研究了南黄海沉积物中FeR与OC之间的结合方式以及FeR对OC的保存作用,讨论了深度增加对二者相互作用的影响。结果表明,南黄海沉积物中Fe-OC占沉积物总有机碳的份数（f_Fe-OC）为（13.2±7.47）%,即活性铁对OC的年吸附量为0.72 Mt,占全球边缘海沉积物TOC年埋藏通量的0.44%。Fe-OC的平均OC:Fe为4.50±2.61,表明共沉淀作用对有机质的保存起重要作用,且其比值随海源有机质含量增加而增加。Fe-OC稳定碳同位素（δ13C_Fe-OC）结果表明,FeR优先保存活性有机质,但这种选择性随OC:Fe增大而减弱。随深度增加,f_Fe-OC和δ13C_Fe-OC均未表现出显著变化,这与该海域沉积物中有机质活性较低、铁还原作用较弱有关。     

加拿大波弗特陆架的沉积物和有机碳估算

加拿大波弗特陆架的沉积物和有机碳估算Ｒ．Ｎ．Ｍａｃｄｏｎａｌｄ等大陆架和大陆边缘是大洋中保存沉积物和有机碳再循环与保存的最重要的场所,海洋沉积物中碳的“燃烧”明显影响着其它元素的全球循环。大陆架作为陆地和开放海的过渡带,不仅对生物繁殖力极为重要,而且...     

崇明东滩沉积物有机碳的分布及影响因素

对崇明东滩3个柱状沉积物中的有机碳含量、分布变化特征以及影响因素进行了研究。研究结果表明崇明东滩沉积物中有机碳的含量较大,在0．3％～1．07％之间。在垂向分布上,表层／亚表层含量高且变化复杂,主要与该层沉积物颗粒较细并大量接受当地有机质输入有关;中层有机碳含量逐渐变小,下层有机碳含量较小且变化不大,但有几个峰值出现。3个柱样由于所处的位置不同,有机碳含量的分布变化特点也不相同,说明其受物源输入、沉积环境、生物化学作用、矿化程度及物理扰动的共同影响。     

毗邻大陆海洋中的有机碳迁移

时控沉积物捕集器已在阿拉伯海和孟加拉湾部署实施，在阿拉伯海西，中，东部一年半及在孟加拉湾北部一年的研究表明：颗粒通量模式与强劲的季风和大雨关系密切。阿拉伯海的颗粒通量最大值主要与盛行西南和东北季风时富含营养物的表层水因风引起与深部水的混合使用关系密切。     

海洋沉积物中有机碳的通量对磁性化石形态的控制

在喜氧到硫酸盐还原条件下的许多环境中,包括海洋和湖泊沉积物以及陆地土壤中都已发现磁性细菌。在晶胞中,磁性细菌形成了磁铁矿（Ｆｅ３Ｏ４）或硫复铁矿（Ｆｅ３Ｓ４）的晶体链,生物学控制的晶体大小,相当于单磁畴,磁铁矿晶体的单磁畴大小范围约为３０～２００ｎｍ...     

青海湖沉积物有机碳及其同位素的气候环境信息

通过对青海湖沉积物有机碳及其同位素的分析，结合碳酸盐含量的变化特征，探讨了青海湖沉积物有机碳及其同位素组成的环境意义，并且据此分析了青海湖地区近700a来的气候环境演变。青海湖沉积物的有机碳含量及其同位素较好地记录了温度的变化，在有机碳含量高，有机碳同位素低时，气温较高，反之则相反，小冰期的3次冷期以及20世纪以来的升温在该岩心中得以清晰地反映。     

湖泊沉积物中有机碳稳定同位素测定及其古气候环境意义

１９９１年５月，利用澳大利亚转动式采样器在江苏固城湖获得总长６．２ｍ的完整柱状岩芯，以５ｃｍ间隔采样，对样品中有机质的稳定碳同位素研究表明。     

北极大陆边缘沉积物中深水和浅水气体水合物欠稳定之证据

用地球物理方法探测到北极大陆边缘水合物稳定带内（HSZ）气体水合物的分解情况，高频地震探测的地层结构和纵波传播速度已经改变了水合物稳定带恒定不变的传统概念，其结果表明在两个方面：（1）浅水区不稳定的水合物可向大气排放大量的甲烷；（2）暗示深水区气体水合物不稳定，导致斜坡欠稳定，并释放甲烷进入大气圈，引起温室效应。     

海洋沉积物中铁保护的有机碳埋藏研究进展

研究表明,海洋沉积物中有超过20%的有机碳是通过与铁结合而被稳定地保存下来,阐明铁对有机碳的保护作用能深入理解碳封存机制。本文1)从与铁结合的有机碳的含量、碳同位素和二者的结合机制等方面梳理了铁在促进有机碳埋藏中所发挥的作用;2)阐述海洋环境(包括水动力和氧化还原条件)和有机碳来源等因素可能控制着铁与有机碳之间的相互耦合,并影响着与铁结合的有机碳的分布、组成和年龄特征;3)分析铁与有机碳之间吸附和共沉淀的结合机制,讨论了影响二者结合方式的因素;4)探讨铁循环与碳循环之间的密切生物地球化学联系在海洋碳封存中的作用。综合梳理了沉积物中“生锈的碳汇”(rusty sink)的研究进展,对当前应对碳中和-全球气候变化具有重要意义。     

海草床沉积物有机碳研究综述

海草床具有重要的生态系统服务功能,可以为海洋生物提供栖息地和食物来源,同时还具有重要的碳储存功能,海草床“蓝碳”功能日益受到学术界的重视,据研究全球每年海草床的碳埋藏量高达(2.7~4.4)×10⁷ MgC。近年来,由于人类活动的影响,世界范围内海草床衰退严重,导致海草床沉积物有机碳储量降低。本文综述了全球海草床沉积物有机碳的来源、组分、储量以及指示作用;从物理、化学和生物三方面讨论了影响海草床碳储量的环境因素。最后提出了未来主要研究方向,主要包括加强海草床碳通量普查,分析全球气候变化背景下海草床沉积物有机碳的变化机制,明确海草床碳储量流失速率,研究海岸带工程对海草床沉积物有机碳的影响。评估海草床沉积物有机碳储量及变化机制可以为全球海洋蓝碳研究提供科学依据。     

台湾海峡中、北部沉积物中有机碳、全氮及全磷的含量分布特征

从分析结果，有机质、氮磷的含量分布与流的方法基本一致，它们的含量大小与沉积物粒度呈相关关系，颗粒愈细含量愈大；氮以有机氮为主要存在形式，磷则以无机磷和有机磷同时并存；闽江口附近及福建近岩沉积物中有机质的还原以陆源为主，海峡中央以海相输入法为主。     

北海东北部现代沉积物堆积,有机碳埋藏和运移

挪威水道和斯卡格拉克（Skagerra）是北海最大和最深的现代沉积盆地，大部分沉降物为细粒物质．本文根据5个航次获得的资料，报道了卡特加特北部、斯卡格拉克和挪威水道的现代沉积作用、沉积物与有机碳堆积速率及水柱特征．1．堆积速率和海底侵蚀在斯卡格拉克和挪威水道计算出的堆积速率是Eisma（1990根据进出北海水流中悬浮物富集度、河流输入、大气输入、海岸和海底侵蚀以及初始生产力得出悬浮物质为17×106t／a的4倍．由于没有理由怀疑Eisma关于悬浮沉积物富集度的估算值，则与本文中不同的堆积速率极可能是由不定期（短期）的强烈海底…     

青海湖沉积物有机碳含量与同位素和粒度特征及其古气候意义

对青海湖沉积物中粒度参数、总有机碳（TOC）含量及其δ^13C值的形成条件与环境气候的关系进行了研究。结果表明：在暖湿时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较高，有机质的δ^13C值较高，沉积物的平均粒径较细；反之，在冷干时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较低，有机质的δ^13C值较低，沉积物的平均粒径较粗。反映出沉积物中TOC含量、有机质δ^13C值及粒度特征与气温具有良好的相关性。结合^14C测年，分析了湖区古气候演化序列，表明自8500aBP以来湖区气候经历了4个演化阶段：即暖湿－凉干－温湿－冷干的变化过程。