近200年桑溝灣養(yǎng)殖海域碳的埋藏通量及源解析.pdf

1、沉積物碳埋藏通量在陸架海域已有研究，但在養(yǎng)殖海域?qū)μ悸癫氐拈L期記錄及來源解析還鮮有報道，其各種形態(tài)碳的來源及所占比重又有何特點也未見詳細(xì)分析。隨著漁業(yè)碳匯概念的提出，促進(jìn)漁業(yè)生物固碳，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)越來越成為人們關(guān)注的熱點。貝藻類作為碳匯漁業(yè)的主要載體，對海洋碳匯能力具有重要的影響，為深入了解養(yǎng)殖區(qū)沉積物碳埋藏及來源的特征，本文對取自桑溝灣養(yǎng)殖海域北部，南部及灣中心的4個站位柱狀沉積物樣品進(jìn)行研究，測定了它們的總碳(TC)、有機(jī)碳(TOC

2、)、無機(jī)碳(TIC)、貝殼無機(jī)碳(Shell-IC)、總氮(TN)，粒度和同位素值(δ13C，δ15N)等參數(shù)，對海源有機(jī)碳(Ca)，碳氮比值(C/N)等進(jìn)行了分析，結(jié)合沉積物年代序列測定，對柱樣進(jìn)行近200 a來各種形態(tài)碳來源的解析和埋藏通量(BF)估算，并初步探究了碳埋藏的可能影響因素，以期為該海域碳循環(huán)及生物地球化學(xué)循環(huán)研究提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　1、沉積物碳的年代際變化特征
　　桑溝灣TC的含量在0.32～

3、7.42％之間變化，平均為1.63％; TIC的平均含量為1.13％; TOC的平均含量為0.5％。S1，S2兩柱狀沉積物碳的含量可以劃分為三個時間段，從19世紀(jì)到20世紀(jì)初，各種形態(tài)碳含量基本處于平穩(wěn)期;20世紀(jì)初開始，伴隨著中國工業(yè)的發(fā)展，灣內(nèi)營養(yǎng)水平提高，大量天然小型貝類繁殖及殘骸埋藏使碳含量有大幅度突躍;20世紀(jì)60年代以來人工養(yǎng)殖活動興起及到90年代大規(guī)模養(yǎng)殖后，天然貝類繁殖受抑制且伴隨養(yǎng)殖產(chǎn)品的不斷收獲，使此期間各種碳含量又

4、處于平穩(wěn)期。S3，S4兩柱狀沉積物處于灣中心，受環(huán)流及陸源輸入影響小，沉積環(huán)境穩(wěn)定，柱樣中沒有大量貝殼碎屑的埋藏，各種形態(tài)碳的垂直變化在各層位變化不大，S4站位由于更靠近外灣，碳含量的垂直變化由于受海流影響較S3站位波動稍強(qiáng)。
　　2、沉積物碳的源解析
　　桑溝灣有機(jī)碳為海陸混合來源，運(yùn)用C/N法對桑溝灣有機(jī)碳進(jìn)行源解析，桑溝灣C/N比值平均約為11，說明灣內(nèi)有機(jī)質(zhì)為海陸混合來源，S1，S2兩站位的C/N比值比S3，S4兩站

5、位稍大，S1，S2兩站位在灣的南北兩側(cè)受陸源的輸入的有機(jī)質(zhì)影響更大，S3，S4兩站位位于灣中心，沉積環(huán)境穩(wěn)定，受陸源輸入影響稍弱。同時運(yùn)用同位素比值法(δ13C，δ15N)分析了S3，S4兩站位沉積柱有機(jī)碳的來源，同樣得出灣內(nèi)有機(jī)質(zhì)為海陸混合來源，根據(jù)經(jīng)驗公式用兩種方法計算Ca的相對含量所得結(jié)果基本接近，說明C/N比值法解析該海域有機(jī)質(zhì)的來源結(jié)論較為可靠。對含有大量貝殼碎屑的S1，S2站位的貝殼進(jìn)行了鏡檢，分析了Shell-IC是其高含

6、量無機(jī)碳的主要來源。
　　3、沉積物碳埋藏通量的估算
　　桑溝灣的平均沉積速率為0.66 cm/a,明顯高于黃海，東海等海域約0.2Cm/a的沉積速率。桑溝灣BFTC在31～895 g/(m2.a)之間，平均為147.79 g/(m2.a)，BFTOC平均為44.64 g/(m2.a)，BFTIC平均為103.15 g/(m2.a)，以無機(jī)碳為主要埋藏形式。無機(jī)碳的埋藏在桑溝灣占很大比重，BFTIC/BFTC平均約為70％，

7、其中S1，S2站位在大量天然小型貝類繁盛期可達(dá)90％以上的高值，并將該區(qū)與取自黃海中部一柱狀沉積物的BFTIC/BFTC比值作對比，其值遠(yuǎn)高于黃海中部（約15％）的比值，桑溝灣TIC/TC高比值使僅應(yīng)用TOC或Ca估算碳埋藏通量可能帶來巨大誤差。灣中心的S3，S4兩站位BFCa/BFTOC的比值比近陸地的S1，S2兩站位高，S1，S2兩站位上世紀(jì)60年代前BFCa/BFTOC的比值在20％以下波動，其后隨養(yǎng)殖活動增加呈顯著增大趨勢;S3

8、，S4兩柱樣BFCa/BFTOC的比值整體呈上升趨勢，在近些年比值在50％左右浮動，可能Ca與近些年養(yǎng)殖生產(chǎn)活動關(guān)系更為密切。
　　4、影響沉積物碳埋藏的因素
　　養(yǎng)殖海域貝藻等生物生長繁殖糞便的排出及殘骸的沉降主導(dǎo)了底質(zhì)沉積物有機(jī)碳埋藏;粒度和BFTOC呈明顯的負(fù)相關(guān)，說明有機(jī)碳的埋藏是伴隨著細(xì)顆粒物質(zhì)發(fā)生的，溫暖多雨的環(huán)境灣內(nèi)藻類貝類旺發(fā)，且陸源河流輸入也會帶來豐富的有機(jī)質(zhì)，利于有機(jī)質(zhì)在底質(zhì)環(huán)境中大量埋藏。BFTIC和B