西太平洋海山区海盆沉积物有机碳累积速率特征研究

发布时间：2020-10-29 13:46

　　 海洋碳汇作用是大洋生态系统的重要生态系统服务功能,不仅影响着海洋生态系统的能量流动,也是元素循环的重要驱动力。本研究以中国大洋48航次西北太平洋典型海山区海盆沉积环境调查为基础,对西太平洋海山区海盆沉积物有机碳累积速率特征及影响因素展开深入研究。沉积环境为有机碳埋藏提供了重要条件,本区各站位沉积物pH呈弱碱性,为7.42~7.65;沉积物氧化还原电位总体水平较高,范围在205~365 mv,均值318±30 mv,表层沉积物处于弱氧化的环境;沉积物干密度介于1.76~2.32 g/cm~3,均值2.11±0.17 g/cm~3;沉积物孔隙度介于71.93~81.31%,均值为74.83±3.28%;沉积物类型为黏土质粉砂/细粉砂,平均粒径介于6.30~7.76?,粒度频率曲线分布集中,表明处于稳定的弱水动力条件,分选中等~较差。沉积物有机碳库特征表现为:有机碳含量介于0.22~0.51%,总均值为0.36±0.07%,随着深度的增加呈现整体减小的趋势;δ~(13)C_(org)介于-26.85~-21.16‰,总均值为-23.49±1.28‰,随深度加大呈现整体降低的变化趋势;TN含量在0.07~0.08%间,随深度增大,TN含量呈降低趋势;δ~(15)N介于6.88~9.20‰,均值8.50±0.56‰,随深度基本保持恒定;C/N介于3.61~5.11,均值4.66±0.40,表层11 cm沉积物有机氮累积速率为0.36 gN/m~2/ka。有机碳累积速率及相关影响因素的水平空间分布特征表现为:西太平洋海山区海盆沉积物有机碳累积速率为1.60±0.11 gC/m~2/ka,以中部偏西海区的有机碳累积速率最高;从北向南,TOC(%)值逐渐增大;研究区净初级生产力均值为50.89±3.18 gC/m~2/a,由北向南逐渐递减;沉积物质量累积速率均值为0.49±0.09kg/m~2/ka,由北到南是逐渐减小的整体趋势。主成分分析结果表明,影响有机碳累积速率的因素可分为水层与沉积层的环境因子和地形因子。本区有机碳累积速率与沉积物质量累积速率和平均粒径正相关,与水深、有机碳含量、氧化还原电位负相关。整体而言,西太平洋海山区海盆有机碳累积速率和净初级生产力转移效率低于东太和赤道太平洋海区,全区平均约有0.0031%的净初级生产力埋藏下来。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：X145;P736.21
【部分图文】：

中国地质大学（北京）工程硕士学位论文5总体而言，海洋生物泵引起的有机质沉降与埋藏过程示意图见图1-1。图1-1有机质的沉降与埋藏过程示意图（引自Rullktter，2006）1.2.3海洋沉积物有机碳累积的控制因素研究近几十年来有机质循环是海洋生物地球化学循环研究的热点之一，至今仍处于争论之中的是海洋沉积物中有机质积累和保存的主要控制因素是什么？（HedgesandKeil，1995；Rullktter，2006；Lalonde,etal.，2012；Eglinton，2012）。影响生物有机碳泵过程的各个环节控制着有机碳在海底沉积物中累积量和速率的最终结果。据此，以下因素对深海沉积物有机碳累积的控制作用不容忽视。（1）初级生产海洋表层生物生产力决定着到达海底沉积物的颗粒有机物通量（Koblents,etal.，1970；Babu,etal.，1999）。印度西海岸表层沉积物有机碳含量与上覆水体

绪论12分析。对西太海山区海盆沉积环境进行分析，并估算和阐明有机碳累积速率特征以及影响因素，与周围海区有机碳累积速率研究成果进行对比，得出东西太平洋海区有机碳累积速率及其影响因素。图1-2技术路线图

中国地质大学（北京）工程硕士学位论文13第二章研究区域概况2.1研究区地质概况西太平洋海山地形起伏剧烈，有独特的深海生态系统。在这数百至上千公里长的海山链上分布着很多座深水海山和盆地（图2-1）；北部是马尔克斯-威克海山（Marcus-WakeSeamounts），西南部是麦哲伦海山链（MagellanSeamounts），东南部为马绍尔群岛（MarshallIslands）。西太平洋海域的海山年龄介于65~150Ma之间，均为白垩纪以来多期岩浆活动所形成，海山按形态构造因素分为平顶型海山和尖峰型海山2类（朱本铎等，2011）。图2-1西太平洋海山区分布图（引自邓义楠等，2019）麦哲伦海山链发育的海山均为平顶型海山，海山水深1500~6000m，通常由1个大型主体海山和1个伴生海山构成，海山顶部发育大规模的山顶平台覆盖较厚的第四纪有孔虫砂和钙质软泥；海山山坡呈上陡下缓的形态，地形陡峭。马库斯-威克海山是由多热点的板块间运动、板块构造作用和断层活动共同作用形成的，均与白垩纪地幔岩浆大规模喷发有关。白垩纪后期，这些海山与太平洋板块一起穿过赤道，向北移动到现在的位置（Zhao,etal.，2014）。
【参考文献】

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本文编号：2860986