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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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第1期海洋科学进展Vol.25No.12007年1月ADVANCESINMARINESCIENCEJanuary,2007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312郝玉,龙江平(1.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;2.国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012)摘要: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
2、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。关键词:有机碳(OC);生物地球化学特征;表层沉积物;楚科奇海中图分类号:P736文献标识码:A文章编号:167126647(2007)0120063210海洋是地球上最大的碳库。碳是重要的生源要素之一,其循环途径
3、和能流规模直接关系到海洋初级生产力的大小和海洋对气候变化的调节能力,有机碳(OC)的堆积速率反映了海洋初级生产力的变化和环[1]-6-6境。从极地冰芯样品揭示出大气中CO2已从工业革命前的280×10上升到现在的350×10,平均每年[2]递增1.5%,这种温室气体使地球表面增温。专家预测,北极区域变暖比低纬度区域更为严重,北极已成为全球变化研究中最敏感并倍受关注的重要区域。光合作用所产生的部分有机物沉出真光层并通过沉降作用由表层向深海转移,到达海底沉积物中,完成了碳从表层向海底转移的生物泵过程。与此相关的生源要素碳对有机物生产、运输和积累过程在任何子系统内都至关重要。全球变暖将使大
4、气中CO2转化进入生物食物网;冰间水域和冰缘海域扩大并向北延伸将使北极海洋生物活动增强,碳从大气经海洋向海底沉降加剧。北冰洋虽然只占全球海洋面积的4%,但因碳的生物固定和沉积作用增强而在全球碳循环中起重要作用。北极陆架虽是世界上最大的陆架,但对其碳的生物地球化学研究与其它陆架相比较少,因而其在全球碳循环中的作用也往往被忽视。以往对海洋碳循环的研究多集中于海气界面和海洋水柱方面,对沉积碳的研究相对较少。然而,海洋沉积有机碳埋藏可以被认为是海洋碳汇作用的最终效应,因而它的堆积在碳的收支[3]中有重要意义。本文以楚科奇海作为研究区域,结合近期北极地区碳的生物地球化学循环研究,通过分析2次北
5、极考察获得的表层沉积物样品中OC的分布特征,探讨影响北极楚科奇海沉积物中OC分布的因素、来源及其在全球碳循环中的作用。1地质背景楚科奇海位于北冰洋的中部,白令海峡以北,是倒三角型的陆架海。其西部与东西伯利亚海相连,东岸3收稿日期:2006203214基金项目:国家首次北极科学考察项目;国家第二次北极科学考察项目;国家自然科学基金项目———北冰洋多年变化及其机理的综合研究(49879008)作者简介:郝玉(19722),女,山东烟台人,硕士研究生,主要从事海洋生物地球化学研究。(段焱编辑)64海洋科学进展25卷是美国阿拉斯加,南部通过白令海峡与太平洋的白令海相连,北部为楚科奇海陆坡,陆
6、坡以北是水深超过4000m的加拿大深海平原。楚科奇海水深一般小于60m,只有大陆坡一带才有深水区。主要的地貌特征是楚科奇洼地、楚科奇海槽和Herald海滩。来自太平洋的具有丰富大陆物源和生物物质的暖盐水及东西伯[4]利亚海岸流水的注入控制了现代陆架沉积。冬秋季冰封期间生物生产力较低,而夏季冰融时期则具有较[5,6]高的生物生产力。北冰洋巨大的陆架体系、随季节而变的海水覆盖情况和大量淡水注入构成北冰洋的独特区域海洋环境,也决定了北冰洋沉积碳的保存和埋葬速率。2采样与分析2.1样品采集1999年7-9月和2003年7-9月,我国“雪龙”号科学考察船对北冰洋及白令海进行了2次科学考察。在“
7、雪龙”号科考船上用不锈钢箱式和挖斗式采泥器采集海底沉积物表层样品。采集的泥样全部分装入洁净塑料袋中,密封后冷冻保存至样品处理前(取样站位见图1)。图1表层沉积物样品取样站位Fig.1Locationsofsurfacesedimentsamplingstations2.2样品描述表层沉积物样品主要为灰绿色或灰色泥质粉砂和含粉砂质软泥,局部含深灰色泥质团块,有机质含量较高,含有较多生物贝壳及碎片,并含有较多海星、海蚯蚓等生物。部分站位还见有小螃蟹和陆生植物根
