沉積物中反映海洋生態(tài)系統(tǒng)中硅和碳生源要素的地球化學指標研究.pdf

1、柱狀沉積物中的生物硅可以反映不同時期海洋浮游硅藻的生長狀況。隨著浮游植物的死亡，生物硅被埋藏的同時伴隨著總有機碳(TOC)在沉積物中的沉降，二者均能指示不同時期水體的初級生產力的變化。但在沿岸海域，受陸源自然輸入以及人類活動影響的不同，TOC的來源復雜。因此，本文選取3個不同類型的海灣（深圳灣、湛江灣、流沙灣）作為研究區(qū)域，通過對柱狀沉積物中生物硅、TOC近幾十年或上百年的變化，來探討不同時期浮游硅藻和初級生產力的變化情況及對氣候的響應

2、，通過脂肪烴來反映不同海洋環(huán)境下有機碳的輸入來源，并對不同經濟壓力下人類活動對海洋生態(tài)系統(tǒng)碳輸入的變化趨勢進行研究。為合理利用海灣資源、保護海灣生態(tài)、經濟與環(huán)境協調可持續(xù)發(fā)展提供科學依據和指導。本文取得的主要結論有:
　　一、深圳灣柱狀沉積物290-90 cm階段TOC以海洋浮游植物輸入為主，而在90 cm以內陸源有機碳和細菌等微生物的貢獻更大。湛江灣柱狀沉積TOC以浮游藻類、細菌作用以及陸源高等植物共同輸入為主。外源有機碳的輸入

3、對流沙灣柱狀沉積物TOC的貢獻很低。
　　二、在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，受陸源有機碳輸入的影響不同，生物硅指示水體初級生產力的成因不同。
　　深圳灣柱狀沉積物在290-170 cm（19世紀90年代-20世紀40年代初）沉積階段水體初級生產力持續(xù)下降，在170-110 cm（20世紀40年代初-60年代中期）快速增加后保持在較高的水平，而在110-65 cm（20世紀60年代中期-80年代中期）下降至較低濃度。深圳灣沉積物在290-

4、65 cm埋藏時期，陸源人為輸入的碳較少，水體初級生產力的變化由當時的氣候引起;而在65-0 cm階段受陸源輸入影響，營養(yǎng)物質的作用更為明顯。湛江灣在65-50 cm的沉積時期，海洋初級生產力快速升高并保持在較高水平，在50-0 cm的沉積時間內，初級生產力在緩慢下降，湛江灣生產力的變化由營養(yǎng)鹽變化驅動。流沙灣沉積物生物硅在全柱樣中無明顯變化趨勢，水體初級生產力較為穩(wěn)定。
　　三、在3個海灣沉積物中，以深圳灣脂肪烴的濃度最高，湛江

5、灣次之，流沙灣最低，說明深圳灣的陸源自然輸入的有機碳最多，流沙灣的最少。
　　深圳灣柱狀沉積物中長鏈脂肪烴具有絕對的優(yōu)勢，指示陸源草本植物以及紅樹林的貢獻為主。湛江灣和流沙灣均呈現以C31為主峰的長鏈脂肪烴峰群和C16為次主峰的短鏈脂肪烴峰群，脂肪烴在此二灣中皆以陸源高等植物蠟質碎屑輸入以及藻類、細菌等作用的貢獻最大。
　　四、陸源有機碳的大量輸入對TOC指示海洋初級生產力有較大的影響:深圳灣沉積物在290-90 cm階段陸

6、源有機碳輸入相對較少，TOC與生物硅為顯著正相關，但在90-0 cm階段無顯著關系;湛江灣TOC與生物硅呈顯著正相關，而流沙灣TOC與生物硅為低度線性關系。因此，同時利用生物硅和TOC兩項指標能更準確地指示水體的初級生產力。
　　五、人為活動對海灣生態(tài)系統(tǒng)中碳輸入的貢獻與經濟發(fā)展程度相一致。近二十年來隨著經濟快速發(fā)展的同時，人為輸入的碳源對深圳灣生態(tài)系統(tǒng)碳的貢獻明顯高于湛江灣、流沙灣;雖然湛江灣和流沙灣同屬湛江市范圍，但流沙灣周邊