近200年桑沟湾养殖海域碳的埋藏通量及源解析

发布时间：2017-01-20 15:36

  本文关键词：近200年桑沟湾养殖海域碳的埋藏通量及源解析，，由笔耕文化传播整理发布。

《中国海洋大学》 2015年

近200年桑沟湾养殖海域碳的埋藏通量及源解析

刘赛  

【摘要】：沉积物碳埋藏通量在陆架海域已有研究,但在养殖海域对碳埋藏的长期记录及来源解析还鲜有报道,其各种形态碳的来源及所占比重又有何特点也未见详细分析。随着渔业碳汇概念的提出,促进渔业生物固碳,发展低碳经济越来越成为人们关注的热点。贝藻类作为碳汇渔业的主要载体,对海洋碳汇能力具有重要的影响,为深入了解养殖区沉积物碳埋藏及来源的特征,本文对取自桑沟湾养殖海域北部,南部及湾中心的4个站位柱状沉积物样品进行研究,测定了它们的总碳(TC)、有机碳(TOC)、无机碳(TIC)、贝壳无机碳(Shell-IC)、总氮(TN),粒度和同位素值(δ13C,δ15N)等参数,对海源有机碳(Ca),碳氮比值(C/N)等进行了分析,结合沉积物年代序列测定,对柱样进行近200 a来各种形态碳来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响因素,以期为该海域碳循环及生物地球化学循环研究提供科学依据。主要结论如下：1、沉积物碳的年代际变化特征桑沟湾TC的含量在0.32-7.42%之间变化,平均为1.63%；TIC的平均含量为1.13%；TOC的平均含量为0.5%。S1,S2两柱状沉积物碳的含量可以划分为三个时间段,从19世纪到20世纪初,各种形态碳含量基本处于平稳期；20世纪初开始,伴随着中国工业的发展,湾内营养水平提高,大量天然小型贝类繁殖及残骸埋藏使碳含量有大幅度突跃；20世纪60年代以来人工养殖活动兴起及到90年代大规模养殖后,天然贝类繁殖受抑制且伴随养殖产品的不断收获,使此期间各种碳含量又处于平稳期。S3,S4两柱状沉积物处于湾中心,受环流及陆源输入影响小,沉积环境稳定,柱样中没有大量贝壳碎屑的埋藏,各种形态碳的垂直变化在各层位变化不大,S4站位由于更靠近外湾,碳含量的垂直变化由于受海流影响较S3站位波动稍强。2、沉积物碳的源解析桑沟湾有机碳为海陆混合来源,运用C/N法对桑沟湾有机碳进行源解析,桑沟湾C/N比值平均约为11,说明湾内有机质为海陆混合来源,S1,S2两站位的C/N比值比S3,S4两站位稍大,S1,S2两站位在湾的南北两侧受陆源的输入的有机质影响更大,S3,S4两站位位于湾中心,沉积环境稳定,受陆源输入影响稍弱。同时运用同位素比值法(δ13C,δ15N)分析了S3,S4两站位沉积柱有机碳的来源,同样得出湾内有机质为海陆混合来源,根据经验公式用两种方法计算C。的相对含量所得结果基本接近,说明C/N比值法解析该海域有机质的来源结论较为可靠。对含有大量贝壳碎屑的Sl,S2站位的贝壳进行了镜检,分析了Shell-IC是其高含量无机碳的主要来源。3、沉积物碳埋藏通量的估算桑沟湾的平均沉积速率为0.66 cm/a,明显高于黄海,东海等海域约0.2 cm/a的沉积速率。桑沟湾BFTC在31-895g/(m2.a)之间,平均为147.79 g/(m2.a),BFTOC平均为44.64 g/(m2.a),BFTIC平均为103.15g/(m2.a),以无机碳为主要埋藏形式。无机碳的埋藏在桑沟湾占很大比重,BFnC/BFTC平均约为70%,其中S1,S2站位在大量天然小型贝类繁盛期可达90%以上的高值,并将该区与取自黄海中部一柱‘状沉积物的BFTIC/BFTC比值作对比,其值远高于黄海中部(约15%)的比值,桑沟湾TIC/TC高比值使仅应用TOC或C。估算碳埋藏通量可能带来巨大误差。湾中心的S3,S4两站位BFCa/BFTOC的比值比近陆地的S1,S2两站位高,S1,S2两站位上世纪60年代前BFca/BFTOC的比值在20%以下波动,其后随养殖活动增加呈显著增大趋势；S3,S4两柱样BFCa/BFTOC的比值整体呈上升趋势,在近些年比值在50%左右浮动,可能C。与近些年养殖生产活动关系更为密切。4、影响沉积物碳埋藏的因素养殖海域贝藻等生物生长繁殖粪便的排出及残骸的沉降主导了底质沉积物有机碳埋藏；粒度和BFTOC呈明显的负相关,说明有机碳的埋藏是伴随着细颗粒物质发生的,温暖多雨的环境湾内藻类贝类旺发,且陆源河流输入也会带来丰富的有机质,利于有机质在底质环境中大量埋藏。BFTIC口BSi表现为较好的负相关,BSi是此区贝类生物食物的主要来源,对其生长繁殖起主导作用,进而影响到BFTIC,对比太平洋年代际振荡(PDO)指数,在特定的时间段受黄海沿岸流影响较大的Sl站的BFTIC对PDO也有一定的响应关系,气候和降水等环境因素对BFTIC也有重要影响。桑沟湾碳的埋藏是多种因素综合作用的结果。高的沉积速率及生物残骸沉降使桑沟湾养殖区碳的来源及埋藏区别于其他陆架海域。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S931.3;P734
【目录】：

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