渤、黄海表层沉积物有机碳的分布特征及影响因素研究

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作者 翟晓辉 王华伟 +5 位作者 夏天 高建华 聂天亦 游子骏 宋秀青 李芯芯 《海洋学报》 北大核心 2025年第1期13-24,共12页

了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素(TOC、TN、TS、S^(2-)、δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(34)S)测定,结合比表面积、色素... 了解海洋沉积物有机碳的分布特征及其影响因素对深入探究全球碳循环机制并应对气候变化意义重大。本研究通过渤、黄海表层沉积物碳、氮、硫元素及其同位素(TOC、TN、TS、S^(2-)、δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(34)S)测定,结合比表面积、色素生物标志物、热重分析等,阐明了沉积物有机碳的来源组成、分布特征及其主要约束机制。结果表明,受水动力条件控制,TOC和TN含量呈现近岸低、远岸高的分布特征,且受沉积物比表面积显著影响。同位素端元分析结果表明沉积物中混合了陆地植物、土壤和海洋藻类有机碳。其中黄河口及辽东半岛近岸海域土壤输入影响较大,有机碳碳反应指数较小;而南黄海海洋藻类影响较大,有机碳碳反应指数较高。渤海及北黄海沉积物TOC与TS的显著相关性表明有机碳降解与硫酸盐还原过程密切相关,较负的δ^(34)S表明沉积物-水界面的硫酸盐还原-硫化物氧化-海水硫酸盐扩散的循环过程,暗示了该区域有机质有氧到无氧的降解过程,其中色素降解潜在导致其与表层沉积物TOC之间相关性较弱。随着日益频发的藻华和水体缺氧效应,未来研究需进一步关注海水水体氧化还原条件与表层沉积物元素循环的耦合关系,这对理解大陆架沉积物有机碳埋藏具有重要意义。 展开更多

关键词 渤、黄海 表层沉积物 有机碳 硫同位素 色素 热重分析

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黄、渤海沉积物耗氧速率的时空分布特征和环境影响因素 被引量：3

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作者 朱若思 宋国栋 刘素美 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期16-26,共11页

沉积物耗氧(SOC)是海洋沉积物重要参数,是海底沉积物有机质矿化速率的重要表征参数,开展沉积物耗氧的研究有助于了解整个海洋的碳循环过程。陆架边缘海作为有机质矿化和埋藏最重要和最活跃的场所之一,在全世界已经受到广泛关注与研究,... 沉积物耗氧(SOC)是海洋沉积物重要参数,是海底沉积物有机质矿化速率的重要表征参数,开展沉积物耗氧的研究有助于了解整个海洋的碳循环过程。陆架边缘海作为有机质矿化和埋藏最重要和最活跃的场所之一,在全世界已经受到广泛关注与研究,但是对于具有海洋环境典型季节变化的中国边缘海区域,尤其是黄、渤海仍然缺乏相应的关注。本文使用整柱培养法,分别于2022年4月、7月和10月对黄、渤海沉积物耗氧进行研究,结果表明黄、渤海沉积物耗氧速率为7.11~17.33 mmol/(m^(2)·d)。黄海春季沉积物耗氧速率与渤海无显著差异(ANOVA,p> 0.05),夏季(ANOVA,p <0.01)和秋季(ANOVA,p <0.01)黄海沉积物耗氧速率低于渤海;黄海春季沉积物耗氧速率最高,秋季次之,夏季最小,渤海夏季和秋季接近,显著高于春季(ANOVA,p <0.05),温度和沉积物Chl a浓度是主要影响因素。同时,用沉积物耗氧速率来评估海底有机质矿化速率,并与初级生产力相比较,结果表明渤海海底有机质矿化与初级生产力的占比范围为42.8%~74.5%,是渤海碳循环的关键环节之一,黄海海底沉积物有机质矿化在黄海碳循环中作用不如渤海显著。本文系统研究了黄、渤海沉积物耗氧速率及其时空分布特征,探究了黄、渤海地区有机质矿化对初级生产力的贡献,为理解黄、渤海区域有机质矿化和埋藏提供理论支持。 展开更多

关键词 沉积物耗氧 有机质矿化 温度 沉积物Chla 黄、渤海

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自然粒度下渤海沉积物中有机碳的地球化学特征 被引量：25

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作者 袁华茂 吕晓霞 +4 位作者 李学刚 李宁 孙云明 詹天荣 宋金明 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期115-120,共6页

对渤海三个典型海域 6个站位柱状沉积物自然粒度下的有机碳 (OC)进行了研究 ,探讨了有机碳的垂直分布特征及其氧化还原环境 (E0h,E0s,Fe3+/Fe2 +比值 )因素对渤海沉积物中有机碳的影响 .渤海自然粒度沉积物中的有机碳含量在 0 3 9— 0 ... 对渤海三个典型海域 6个站位柱状沉积物自然粒度下的有机碳 (OC)进行了研究 ,探讨了有机碳的垂直分布特征及其氧化还原环境 (E0h,E0s,Fe3+/Fe2 +比值 )因素对渤海沉积物中有机碳的影响 .渤海自然粒度沉积物中的有机碳含量在 0 3 9— 0 86 %之间 ,一般在表层 次表层含量变化较剧烈 ,在下层变化较缓 .相关分析说明 ,在中层 ,一般沉积物的还原性相比表层有增强 ,氧化环境与还原环境共存 ,有机质被氧化 ,OC浓度变得趋于减小 ,Fe3+/Fe2 +也趋于减小 ,二者有明显的正相关 ;在下层 ,还原环境占据了主导地位 ,导致大量OC不能被氧化 ,就被保存了下来 ,而Fe3+/Fe2 +却明显减小 ,所以在下层OC Fe3+/Fe2 +呈较强的负相关 ;在表层又掺杂了生物化学与物理扰动等因素 ,使OC Fe3+/Fe2 +的相关性变得复杂 ,且不规律 .表层 次表层OC主要取决于物质来源和物理搅动 ,变化较复杂 ;中、下层主要受氧化还原环境影响 ,矿化作用明显 ,有机碳含量逐渐降低 ;下层除C3区和A区外 ,有机碳含量也逐步降低 .有机碳含量不同层次受不同的物质来源、沉积环境、氧化还原进程与不同的生物化学过程共同影响 .从C区的断面分布看 ,表层 次表层呈垂直叠层分布 ,主要是逐步垂直沉降沉积的结果 .2 5cm以下呈水平推进式梯度分布 。 展开更多

关键词 有机碳 地球化学特性 渤海沉积物 自然粒度 沉积物

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渤海南部海域沉积物中吸附态无机氮的地球化学特征 被引量：22

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作者 宋金明 马红波 +2 位作者 李学刚 袁华茂 李宁 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期315-322,共8页

用分相浸取的方法对采集于渤海南部海域的 2 9个站位的沉积物样品 (表层样站 2 7个 ,柱状样站 2个 )中的吸附形式的无机氮 (包括NH4 N和NO3 N)和总氮 (TN)进行了研究 ,探讨了它们的地球化学分布特征及其控制因素。研究表明 ,在表层沉积... 用分相浸取的方法对采集于渤海南部海域的 2 9个站位的沉积物样品 (表层样站 2 7个 ,柱状样站 2个 )中的吸附形式的无机氮 (包括NH4 N和NO3 N)和总氮 (TN)进行了研究 ,探讨了它们的地球化学分布特征及其控制因素。研究表明 ,在表层沉积物中 ,NH4 N在渤海中央盆地由东北向西南方向递增 ,在中央区域有两个异常高值区 ,莱州湾内分布较为均匀 ,渤海湾南部为一低值区 ,向北逐渐增大。NO3 N在渤海中央盆地由东西两侧向中央递增 ,渤海湾和莱州湾内均沿着离岸方向递减。渤海南部表层沉积物中吸附态氮占TN的 3 2 8% ,表层沉积物中吸附形式的氮以NO3 N为主 ,占 83 7% ;NH4 N主要受有机质含量 (OC)、氧化还原环境(Es)、黏土矿物组成的影响 ;NO3 N主要受水体NO3 N浓度和分布的控制。NH4 N随沉积深度增加而增加 ,NO3 N随深度增加而减小。TN的分布主要受陆源物质输入及沉积物粒度控制。研究区TN高而OC低且二者相关性较差 ,间接说明TN中有相当部分是以无机氮 (IN)的形式存在 。 展开更多

关键词 吸附态氮 地球化学特征 渤海南部沉积物

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渤海南部海域柱状沉积物中氮的形态与有机碳的分解 被引量：31

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作者 马红波 宋金明 吕晓霞 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期64-70,共7页

海洋沉积物中氮形态的研究是研究其生物地球化学循环的重要前提 ,柱状沉积物中氮的形态分布在一定程度上反映了其早期成岩作用的进程及结果 .利用分级浸取分离方法首次对渤海南部海域自然粒度下 5个柱状沉积物样品进行了分析 ,依据是否... 海洋沉积物中氮形态的研究是研究其生物地球化学循环的重要前提 ,柱状沉积物中氮的形态分布在一定程度上反映了其早期成岩作用的进程及结果 .利用分级浸取分离方法首次对渤海南部海域自然粒度下 5个柱状沉积物样品进行了分析 ,依据是否可由试剂提取将其分为可转化态和非转化态 ,系统地研究了可转化态中各形态氮的分布特征及早期成岩作用 .研究表明 ,渤海南部海域自然粒度下柱状沉积物中 ,OSF -N和IEF -N是可转化态氮的优势形态 .各形态氮的含量随深度变化趋势不同 ,成岩作用亦不同 .沉积物中有机氮的分解速率常数为 1 5 51× 1 0 -3 a ,且对各生源要素的分解速率常数有N >P >C >Si;OC/TN比值远小于OC/ON ,说明沉积物中保留了大量无机氮 (IN)和非转化的有机氮 ,OC/ON值随深度增加而减小是由于沉积物中富集了ON ;柱状沉积物中 ,表层比深层可转化态氮占其总量的比例高 ,在局部区域由于深层沉积物中氮的“再活化” 展开更多

关键词 氮 形态 有机碳 分解 柱状沉积物 渤海 海洋沉积物

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黄河三角洲北部悬浮体和颗粒有机碳的分布与影响因素 被引量：6

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作者 胡邦琦 李国刚 +3 位作者 布如源 李军 张永明 赵京涛 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1069-1074,共6页

2008年12月对黄河三角洲北部及其毗邻海域悬浮体浓度(SSC)和颗粒有机碳(POC)进行了研究,并结合该海域水文资料,分析了该区冬季SSC和POC的空间分布特征和影响因素.结果表明,冬季研究区水体中的SSC变化范围较大(5～1064mg/L),表、底层的SS... 2008年12月对黄河三角洲北部及其毗邻海域悬浮体浓度(SSC)和颗粒有机碳(POC)进行了研究,并结合该海域水文资料,分析了该区冬季SSC和POC的空间分布特征和影响因素.结果表明,冬季研究区水体中的SSC变化范围较大(5～1064mg/L),表、底层的SSC高值区(>600mg/L)均呈条带状分布于废弃神仙沟-钓口三角洲附近海域,且随水深加大SSC快速降低(<50mg/L).冬季海水中的POC变化于17～640μg/L,表、底层POC的分布模式基本一致,均表现为POC高值区(>400μg/L)集中于近岸海域,渤海中部POC仅为20～50μg/L左右,但底层POC向渤海湾中部扩散范围比表层大.POC和SSC之间存在显著正相关关系,表明该海区近岸浅水区沉积物再悬浮是影响研究区POC空间分布的重要原因.冬季SSC和POC高值区与最大侵蚀区、波致底切应力>0.2N/m2的区域相对应,表明在冬季强海洋动力条件下,废弃神仙沟-钓口三角洲叶瓣前缘不仅是沉积物的"源",也同样是颗粒有机碳的"源". 展开更多

关键词 渤海 黄河三角洲 冬季 悬浮体 颗粒有机碳

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渤海中南部沉积物中生源要素的分布特征 被引量：7

7

作者 李玲伟 刘素美 +1 位作者 周召千 鲁超 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期59-68,共10页

从化学结合形式出发,对渤海中南部海区沉积物中OC、N、P、BSi等生源要素的含量进行调查分析,讨论了各生源要素的分布及其影响因素。结果表明：受陆源输入的影响,表层沉积物中各形态氮、磷及有机碳均呈现＂近岸高,远岸低＂的分布趋势,生... 从化学结合形式出发,对渤海中南部海区沉积物中OC、N、P、BSi等生源要素的含量进行调查分析,讨论了各生源要素的分布及其影响因素。结果表明：受陆源输入的影响,表层沉积物中各形态氮、磷及有机碳均呈现＂近岸高,远岸低＂的分布趋势,生物硅的含量分布则与海区浮游硅藻的分布趋势相一致;可交换态氮是总氮中较活跃的部分,占总氮的比例约为3.7%;固定态铵是总氮的主要组成部分,约占总氮的38.4%,其主要与有机质含量及黏土矿物组成有关;渤海表层沉积物中OC/BSi、ON/BSi以及OP/BSi的比值分别为2.38、0.19、0.03,低于Redfield比值,说明有机质优先于生物硅分解;OC/ON平均值在6.0~14.0之间,判断渤海沉积物中有机质受陆源输入和海洋自生共同影响;其中,有机碳主要以陆源输入为主,而有机氮在沉积物表层主要以陆源输入为主,在沉积物下层则主要来源于海洋自生。 展开更多

关键词 有机碳 氮 磷 硅 沉积物 渤海

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南海北部时间系列沉降颗粒的有机地球化学特征及意义 被引量：10

8

作者 陈建芳 徐鲁强 +2 位作者 郑连福 How-KinWong TimJennerjahn 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 1997年第6期47-56,共10页

通过对南海北部用大孔径沉积物捕获器采集的时间系列沉降颗粒样品中总有机碳、总氮、氨基酸与单糖组分以及叶绿素等有机组分的分析，揭示了南海颗粒物质中有机组分的主要特征。表明沉降颗粒物质中有机质主要来自近期生长的海洋浮游生物... 通过对南海北部用大孔径沉积物捕获器采集的时间系列沉降颗粒样品中总有机碳、总氮、氨基酸与单糖组分以及叶绿素等有机组分的分析，揭示了南海颗粒物质中有机组分的主要特征。表明沉降颗粒物质中有机质主要来自近期生长的海洋浮游生物，并进一步推断季风对南海北部沉降颗粒物质通量及有机组分具有重要的控制作用。 展开更多

关键词 有机地球化学 沉降颗粒 沉积物 南海 海洋沉积

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北极楚科奇海海底表层沉积物有机碳的生物地球化学特征 被引量：13

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作者 郝玉 龙江平 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期63-72,共10页

1999年7月和2003年7月在北极科学考察中获取的楚科奇海海底表层沉积物有机碳质量分数的分析结果表明,楚科奇海海底表层沉积物有机碳平均质量分数约为1.41%,远高于我国东海和世界部分大陆架沉积物;有机碳/氮比值为8.69,反映了有机物以海... 1999年7月和2003年7月在北极科学考察中获取的楚科奇海海底表层沉积物有机碳质量分数的分析结果表明,楚科奇海海底表层沉积物有机碳平均质量分数约为1.41%,远高于我国东海和世界部分大陆架沉积物;有机碳/氮比值为8.69,反映了有机物以海洋自生为主的混合性来源;有机碳与有机氮之间显著相关(R=0.93);有机碳质量分数与粒度明显相关(R=0.71),细粒粘土质沉积物中的有机碳质量分数高于砂质沉积物的;在水深200m以内,有机碳质量分数随水深加大有一定的增加;有机碳质量分数与生源硅质量分数明显相关;有机碳质量分数随纬度变化较小。结合2次北极考察的实测结果,对楚科奇海海底表层沉积物中的有机碳来源进行了初步讨论,认为沉积有机碳埋葬可能主要取决于生物泵。 展开更多

关键词 有机碳(OC) 生物地球化学特征 表层沉积物 楚科奇海

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南海现代表层沉积物中有机物的分布研究

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作者 王翠苹 孙红文 +1 位作者 许涛 宋之光 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期48-59,共12页

应用GC,GC/MS分析法,系统剖析了南海现代沉积物中有机质的分子地球化学特征,对其生物标志物组成、成熟度和成因进行了研究。研究认为,南海现代沉积物中有机质族组成具有现代有机质特征,但部分生物标志物参数特征表明烃类具有低成熟度,... 应用GC,GC/MS分析法,系统剖析了南海现代沉积物中有机质的分子地球化学特征,对其生物标志物组成、成熟度和成因进行了研究。研究认为,南海现代沉积物中有机质族组成具有现代有机质特征,但部分生物标志物参数特征表明烃类具有低成熟度,可能有外源有机质的加入。O-2,O-6,O–10和O–13样品中的烃类组成特点说明,这4个样品中的烃类是在海相贡献略高于其他样品环境中的条件下形成的。甾烷的组成特点说明了南海现代沉积物中有机质生源的特殊性。 展开更多

关键词 南海 现代表层沉积物 有机物分布 地球化学特征

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黄、渤海沉积物中陆源脂类有机质的组成分布与转化特征 被引量：9

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作者 高寒凌 邹立 +1 位作者 王凯 叶曦雯 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期53-61,共9页

本文对黄、渤海表层沉积物中脂类化合物的组成进行了分析研究。结果表明,黄、渤海表层沉积物有机碳的含量为0.03%~1.02%,以黄河口含量最低,黄河口外和双台子河口外,以及北黄海和南黄海中部含量较高。有机质碳稳定同位素δ13C的分布为-21... 本文对黄、渤海表层沉积物中脂类化合物的组成进行了分析研究。结果表明,黄、渤海表层沉积物有机碳的含量为0.03%~1.02%,以黄河口含量最低,黄河口外和双台子河口外,以及北黄海和南黄海中部含量较高。有机质碳稳定同位素δ13C的分布为-21.55‰^-24.28‰,表征其陆海双重来源特征,并且海源特征由河口向海、由近岸向离岸逐渐增强。陆源脂类化合物以河口处略高,河道处略低,由河口向渤海中部和靠近渤海海峡方向迅速降低,表现出显著的河流输入特征;其形态组成由河道的游离态接近100%的绝对优势,迅速转变为渤海中部的以皂化结合态为主(大于50%),仅在渤海中部和渤海海峡附近存在小于5%的矿物结合态,转化程度较低。北黄海中部和南黄海中部泥质区的有机碳和陆源脂类化合物显著富集,但其对总有机碳的相对贡献较小;其中皂化结合态超过50%,矿物结合态小于10%,说明其具有中等偏高的转化程度。 展开更多

关键词 渤海 黄海 沉积物 有机碳 脂类化合物

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渤、黄海颗粒有机碳空间分布及交换通量的季节性变化 被引量：1

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作者 祝嵘祺 王丽莎 +4 位作者 巴旗 涂德耀 吴晓 王厚杰 毕乃双 《海洋地质前沿》 CSCD 北大核心 2022年第7期10-22,共13页

海洋是地球上最大的碳库,对大气中的CO_(2)起着调控作用,在减缓全球变暖过程中起着重要作用。渤、黄海是典型的封闭-半封闭型陆架海,深入探讨渤、黄海颗粒有机碳(POC)变化特征和输运通量,对区域碳循环和海洋碳通量研究具有重要意义。通... 海洋是地球上最大的碳库,对大气中的CO_(2)起着调控作用,在减缓全球变暖过程中起着重要作用。渤、黄海是典型的封闭-半封闭型陆架海,深入探讨渤、黄海颗粒有机碳(POC)变化特征和输运通量,对区域碳循环和海洋碳通量研究具有重要意义。通过2010年春秋两季、2016年夏季和2012年冬季渤、黄海的大面积实测数据,结合MODIS卫星遥感影像反演的叶绿素a(Chl-a),探讨了渤、黄海POC空间分布、影响因素、碳库及交换通量的季节性差异。结果表明:春季POC浓度最高,平均浓度0.34 mg/L;夏季次之,平均浓度0.30 mg/L;秋季平均浓度0.27 mg/L;冬季最低,平均浓度0.17 mg/L。不同季节POC空间分布基本一致,整体呈现“近岸高、离岸低,表层低、底层高”的特点,高值区主要位于黄河三角洲、山东半岛东侧和苏北浅滩-长江口北附近水域,低值区主要集中在南黄海中部深水区。不同季节影响POC分布的因素不同,春、秋两季受径流输入、沉积物再悬浮和浮游植物共同影响,夏季主要受控于浮游植物初级生产,沉积物再悬浮是影响冬季POC分布的主要原因。渤、黄海POC碳库呈明显的季节性变化,春季碳库最高,渤海与黄海分别为1.32×10^(6)t和6.71×10^(6)t;冬季碳库最低,渤海与黄海分别为7.21×10^(5)t和3.39×10^(6)t。约有6.55×10^(5) t/a POC通过渤海海峡由渤海进入黄海,POC输运主要集中在夏季。 展开更多

关键词 颗粒有机碳 渤、黄海 季节变化 分布特征 交换通量

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