北极东西伯利亚陆架沉积有机碳的源汇过程研究进展

发布时间：2024-05-08 04:31

　　东西伯利亚陆架作为全球最为宽浅的陆架之一,在全球变暖和北极快速变化背景下,受海冰减少、冻土退化、径流增加和海岸侵蚀加剧等因素的影响,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏发生着显著变化,且不同地区之间差异显著。东西伯利亚海西部和拉普捷夫海沉积有机碳以陆源贡献为主,海岸侵蚀作用提高了冻土碳的入海通量,对气候变化具正反馈效应;楚科奇海具有较高的有机碳埋藏效率,季节性海冰变化对有机碳的源汇有直接的影响。受沉积水动力作用影响,陆源沉积有机碳从勒拿河河口输运到陆架边缘需3 000～4 000年,不同类型有机碳存在显著的分异和降解。陆架有机碳埋藏具有显著的时空差异,大量高活性的冻土碳由陆向海的快速沉积对于北极土壤碳库的稳定性、水生环境有机碳的矿化及CO2的排放等方面具有重要的意义。今后该区的研究应加强综合地球化学指标和典型有机分子碳同位素等手段的应用,开展区域对比研究,重视海冰过程与有机碳源汇的联系,结合区域碳循环多模型集成,从现代过程与地质记录、替代指标与数值模拟相结合的角度去认识不同时间尺度快速气候变化下的有机碳源汇格局及其气候环境效应。

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【部分图文】：

图1北极陆架沉积有机碳输入示意图（据参考文献[15,17]修改）

北极陆架沉积有机碳往往是多种物源信号的复杂“集合体”[18]。为了解和评估北冰洋边缘海沉积有机碳库的源汇格局，需对海源/陆源不同端元的有机碳贡献加以区分（如浮游植物及冰藻、土壤、冻土老碳/化石源碳等）。北冰洋边缘海的陆源有机碳主要来源于河流输入和海岸侵蚀[9]，随着气候变暖，冻土....

图2北极东西伯利亚陆架区域地理位置

图1北极陆架沉积有机碳输入示意图（据参考文献[15,17]修改）图3北极东西伯利亚陆架沉积有机碳的来源及空间分布（据参考文献[21]修改，端元值来源于参考文献[21]，数据来源于参考文献[21,31,34,35])

图3北极东西伯利亚陆架沉积有机碳的来源及空间分布（据参考文献[21]修改，端元值来源于参考文献[21]，数据来源于参考文献[21,31,34,35])

图2北极东西伯利亚陆架区域地理位置为进一步评估北极陆架沉积有机碳的物源特征，前人运用碳同位素手段（13C和14C），将陆源有机碳的来源分为土壤源、yedoma冻土（指更新世以来形成的富冰和富含有机质的黄土沉积物）和化石源等不同端元贡献（图3），并从分子同位素水平追溯不同来源有机....

图4东西伯利亚陆架陆源沉积有机碳的跨陆架输运时间（据参考文献[32]修改）

已有研究表明，沉积物中有机碳的降解受多种因素影响（如分子结构、吸附基质和生物酶等），在不同区域，沉积物粒度、有机碳来源以及沉积氧化还原环境等因素都会进一步影响有机碳的降解[31,36,84～86]。通过区域对比，发现拉普捷夫海的陆源沉积有机碳的降解速率常数[（2.4±0.6)ka....

本文编号：3967498