摘要
对陆架边缘海沉积有机碳的分布、来源和保存的研究，是全球碳循环研究的重要内容，是认识陆架边缘海系统沉积有机碳生物地球化学过程的关键。本研究于2012年5月采集了渤、黄海海域的102个表层沉积物样品，分析了沉积物的粒度组成、比表面积（SSA）、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、稳定碳同位素丰度（δ13C）、木质素和沉积色素等参数，结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型，定量研究了沉积物中有机碳的分布、来源、降解状态和保存特征，并讨论了其影响因素。得到的主要结果如下： （1）渤、黄海表层沉积物中值粒径的变化范围是6.9~251.1μm，平均值为40.2μm，细颗粒物（粘土和粉砂）主要分布在离岸较远的海域，砂质沉积物则更易在河口及近岸沉积。渤、黄海表层沉积物的比表面积在1.13~29.5m2/g变化，平均值为11.3m2/g，以细颗粒物为主的泥质区沉积物的SSA值比砂质区沉积物要高。渤、黄海表层沉积物中TOC含量为0.12~1.25%，平均值为0.51%，渤海中部、北黄海西部、南黄海中部泥质区及长江口近岸（E01和H10站位）的有机碳含量（gt;0.70%）高于其周围的砂质区（lt;0.40%）。研究区域表层沉积物的C/N比（摩尔比）的变化范围为4.78~12.0，平均值为7.97，分布趋势不明显；研究区域表层沉积物中有机碳的δ13C为-25.8~-21.0‰，平均值为-22.3‰，其在泥质区有高值，而低值出现在辽东半岛南部近岸的B32站位、山东半岛成山角东部近岸的BF2站位和苏北老黄河口近岸。 （2）渤、黄海表层沉积物中木质素含量（Λ8）为0.13~4.01mg/100mgOC，平均值为0.56mg/100mgOC，最高值出现在辽东半岛南部近岸的B32站位。木质素参数，如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域大部分站位的表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合，在西南部的少数站位有裸子植物的贡献。渤、黄海表层沉积物中的沉积色素主要包括叶绿素a（Chl-a，平均值为277.8nmol/gOC）、脱镁叶绿素a（PHtin-a，平均值为331.2nmol/gOC）、脱镁叶绿酸a（PHide-a，平均值为616.7nmol/gOC）、焦脱镁叶绿素a（pPHtin-a，平均值为114.5nmol/gOC）、胡萝卜醇绿素酯（CCEs，平均值为136.5nmol/gOC）和甾醇绿素酯（SCEs，平均值为168.1nmol/gOC）。沉积绿素（Chlorins）的高值主要分布在莱州湾和山东半岛北部海域、北黄海中部的B15站位及山东半岛南部近岸的H02站位。 （3）木质素降解参数(Ad/Al)v的平均值为0.35，说明研究区域表层沉积物中陆源有机碳在输运过程中经历了一定程度的降解。另外，P/(S+V)和3,5-Bd/V均呈现出离岸升高的趋势，并在南黄海中部东西两侧不连续分布，这可能是因为南黄海中部东西两侧有机碳的来源不同造成的。Chl-a/Pheo-a（叶绿素a降解产物总和，包括PHtin-a、PHide-a、pPHtin-a、CCEs和SCEs）在黄河口附近、山东半岛成山角东部、北黄海西部和南黄海中部泥质区均具有低值，而在辽东浅滩和北黄海中部（B15站位）出现了明显的高值。粗颗粒沉积物具有明显高的TOC/SSA比值，细颗粒沉积物的TOC/SSA比值反而较小，这种分布的变化表明不同粒径沉积物的有机碳保存效率不同。 （4）基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示渤、黄海表层沉积有机碳以海洋浮游植物来源的有机碳贡献为主（平均为63%±11%），其次是陆源有机碳（37%±11%）。在陆源有机碳中，土壤有机碳的贡献最高（平均为27%±8%），C3维管植物的贡献较少（平均为10%±4%）。海洋浮游植物有机碳主要分布在离岸较远的区域，而土壤有机碳和C3维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区，并可以离岸输运到较远的地方。对渤、黄海表层沉积物样品的各个参数和站位进行主成分分析，证实了研究区域沉积物中细颗粒物上有机碳的含量高，比表面积大；木质素含量呈现近岸高远岸低的趋势，离岸越远木质素的降解程度越高；沉积有机碳是来自于陆源和海源有机碳的混合输入。
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