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海洋是地球上最大的活性碳庫，有機碳則是海洋碳庫的重要組成部分。查清海洋碳庫關(guān)鍵信息底數(shù)、量化海洋碳庫的空間格局，可以準(zhǔn)確估算海洋碳庫收支，更好地認(rèn)識和調(diào)控人類活動對海洋碳匯的影響，也是認(rèn)識海洋增匯和實現(xiàn)碳中和的重要前提。自然資源部第一海洋研究所石學(xué)法研究團(tuán)隊利用采自渤海、黃海和東海海域的5796站沉積有機碳含量及相關(guān)地球化學(xué)和沉積學(xué)參數(shù)，總結(jié)闡明了中國東部近海沉積有機碳分布和埋藏規(guī)律，系統(tǒng)估算了有機碳埋藏通量，綜合評估了沉積碳匯效應(yīng)強度，基本摸清了中國東部近海沉積有機碳“家底”：中國東部近海沉積有機碳埋藏通量為8.20 Mt C a-1，其中生源有機碳埋藏通量為6.92 Mt C a-1。在自然狀態(tài)下，中國東部近海沉積物中每年固定的有機碳相當(dāng)于25.37 Mt大氣CO2，具有非?？捎^的碳匯效應(yīng)。相關(guān)成果發(fā)表于《中國科學(xué)：地球科學(xué)》中英文版2024年第10期。

以往關(guān)于中國東部近海沉積有機碳的研究在空間上只覆蓋了部分區(qū)域和沉積物類型，且未能將沉積有機碳變化與海區(qū)沉積特征充分結(jié)合起來，缺乏對海區(qū)沉積過程和環(huán)境的全面分析。存在的主要問題是：一方面尚未對渤海、黃海和東海沉積有機碳的分布特征和變化規(guī)律進(jìn)行精細(xì)的全面刻畫；另一方面也未對沉積有機碳埋藏量、來源及收支進(jìn)行系統(tǒng)和翔實的計算，特別是未基于沉積物質(zhì)量收支進(jìn)行研究討論，只是進(jìn)行了非常粗略的估算，沒有給出精確的數(shù)據(jù)。因此，系統(tǒng)開展渤海、黃海和東海沉積有機碳的分布特征和變化規(guī)律研究，精確估算渤海、黃海和東海沉積物中有機碳的埋藏通量和碳匯潛力十分必要。

自然資源部第一海洋研究所石學(xué)法研究員、吳斌副研究員、喬淑卿研究員等基于近年編制出版的1:100萬《渤海、黃海和東海沉積物類型圖》以及渤海、黃海和東?，F(xiàn)代沉積物收支研究結(jié)果，利用海區(qū)內(nèi)迄今為止覆蓋范圍最廣和采樣密度最高的沉積有機碳（5796站）及其相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)集(圖1)，闡明了中國東部近海沉積有機碳的分布特征和控制因素，基于海區(qū)沉積物收支平衡獲得了中國東部近海沉積有機碳埋藏通量，提出了百年尺度上有機碳埋藏主要發(fā)生在七大泥質(zhì)區(qū)(圖2)。

圖1 渤海、黃海和東海沉積有機碳及相關(guān)參數(shù)

(a)有機碳含量; (b)碳氮比; (c) δ13C; (d)陸源有機碳比例; (e)海源有機碳比例; (f) Δ14C; (g)有機碳年齡; (h)黑碳

渤海、黃海和東海有機碳含量分布趨勢與細(xì)粒組分分布密切相關(guān)，形成了TOC在泥質(zhì)沉積區(qū)含量相對較高，而在渤海東部與東北部、北黃海中東部、蘇北淺灘和東海中外陸架等非泥質(zhì)區(qū)普遍較低的分布格局(圖1a)。渤海、黃海和東海的泥質(zhì)沉積區(qū)是我國東部近海沉積有機碳的主要埋藏地區(qū)（圖2），基于沉積物收支得到渤海、黃海和東海泥質(zhì)區(qū)有機碳埋藏通量分別為1.30 Mt C a-1、2.71 Mt C a-1、4.19 Mt C a-1，總計為8.20 Mt C a-1，約占全球海底有機碳埋藏通量的5.3%。生源有機碳代表了對降低大氣CO2具有直接作用的沉積有機碳組分，渤海、黃海、東海生源有機碳埋藏通量分別為1.08 Mt C a-1、2.37 Mt C a-1和3.47 Mt C a-1, 總計6.92 Mt C a-1，該通量顯著高于中國近海紅樹林(~0.09 Mt C a-1)、鹽沼(0.26 Mt C a-1)和海草床(~0.01 Mt C a-1)等濕地藍(lán)碳碳匯，而與我國東部九大水系流域硅酸鹽風(fēng)化強度(5.05~7.52 Mt C a-1)相當(dāng)。在自然狀態(tài)下, 中國東部近海沉積物中每年可固定的有機碳相當(dāng)于25.37 Mt大氣CO2，具有非?？捎^的碳匯效應(yīng)。

圖2 渤海、黃海和東海現(xiàn)代沉積速率(a)、有機碳埋藏速率(b)、陸源有機碳埋藏速率(c)、海源有機碳埋藏速率(d)和黑碳埋藏速率(e)

渤海、黃海和東海陸源有機碳的分布和埋藏主要受控于大河的輸運過程和海區(qū)復(fù)雜水動力環(huán)境。黃河、長江等大河輸入的大部分顆粒有機碳均吸附在細(xì)粒沉積物中，沉積在泥質(zhì)區(qū)。渤海和黃海水深較淺、高惰性陸源有機碳輸入和穩(wěn)定的沉積環(huán)境更有利于有機碳保存；東海陸架寬廣并受到較強動力環(huán)境的影響，沉積物再懸浮和再搬運作用強烈，沉積環(huán)境多變，加劇了有機碳的遷移和轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致陸源有機碳的保存效率較低(圖3)。筑壩等人類活動顯著降低了河流入海沉積物通量。對比流域建壩前后不同來源有機碳埋藏通量，發(fā)現(xiàn)建壩后陸源有機碳、生源有機碳和巖源有機碳的埋藏通量均下降60%以上，表明筑壩活動顯著降低了中國東部近海的有機碳埋藏。未來在流域建壩增加的背景下，入海泥沙和有機碳將會繼續(xù)減少，或?qū)⑸羁逃绊懳覈鴸|部近海陸架沉積有機碳分布和埋藏格局。

圖3 渤海、黃海和東海泥質(zhì)沉積區(qū)有機碳收支與埋藏環(huán)境示意圖(有機碳通量單位Mt C?a-1)

研究結(jié)果詳細(xì)展示了渤海、黃海和東海沉積有機碳的分布、埋藏特征及規(guī)律，比較精確給出了沉積有機碳埋藏通量，估算了碳匯效應(yīng)強度，基本摸清了渤海、黃海和東海沉積有機碳的“家底”。

了解詳情，請閱讀原文：石學(xué)法, 吳斌, 喬淑卿, 姚政權(quán), 胡利民, 白亞之, 胡珊, 盛潔, 劉焱光, 劉升發(fā), 王昆山, 鄒建軍. 2024. 中國東部近海沉積有機碳的分布、埋藏及碳匯效應(yīng). 中國科學(xué): 地球科學(xué), 54(10): 3113?3133

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