导读
边缘海虽然在海洋总面积中占比不到10%，但却贡献了海洋有机碳埋藏总量的80%，在全球碳循环中扮演着非常重要的角色。边缘海地区受到人类活动和气候变化的双重影响，加之各种物理化学过程动态交织，导致这一区域碳循环的机制与生物地球化学过程异常复杂，有许多诸如有机碳沉降和埋藏行为的科学难题尚未搞清，特别是对于边缘海泥质区有机碳的埋藏行为知之甚少。
本研究依托2019年11月和2020年7月和8月三个航次采集了黄东海表层沉积物，通过测定总有机碳含量及其稳定同位素并结合多重生物标志物（氨基糖，甘油二烷基甘油四醚）对有机碳的来源、活性和埋藏特性进行了解析。
▲图1 采样站位示意图
研究发现黄、东海泥质区具有截然不同的有机碳活性与埋藏模式。黄海泥质区由于受到黄海冷水团（低温、低氧特征）和气旋型涡流的影响，导致这一区域有机碳沉积速率较慢，且有机碳在水柱中经历了较高程度的降解，其所埋藏的有机碳活性较低，倾向于长久保存。而东海泥质区沉积速率较快，埋藏的有机碳活性较高，但复杂的水动力过程促使物理再造过程和活性有机质对惰性有机质的激发效应使得有机碳的再矿化速率较高。以上因素解释了尽管东海泥质区有机碳的沉降通量是黄海泥质区的5倍，但两个区域有机碳埋藏效率却相差不大（~35%）的原因。尽管目前黄海泥质区有机碳的绝对埋藏通量远小于东海泥质区，但随着人类扰动和全球气候变化的加剧，以黄海泥质区为代表的远端泥质区在有机碳埋藏中扮演的角色可能会越来越突出，而大河影响下的内陆架泥质区（如东海泥质区），其有机碳埋藏量可能会大量减少。
▲图2 黄东海表层沉积物中有机碳分布及化学组成特征
▲图3 黄海和东海泥质区不同的有机碳埋藏模式
本研究对探明近海有机碳的循环过程和埋藏效率，进而量化我国近海碳埋藏和碳储量，着力生物泵碳埋藏最大化，保障我国碳达峰和碳中和国家战略的实现，提供理论参考和科技支撑。
中科院海洋所博士生郭金强为论文第一作者，宋金明、袁华茂研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了中科院先导专项、中科院海洋大科学研究中心前沿部署项目和国家自然科学基金等项目联合支持。
参考文献 [1] Guo, J. Q., Yuan, H. M., Song, J. M., Li, X. G., Duan, L. Q., Li, N., & Wang, Y. X. (2021). Evaluation of sedimentary organic carbon reactivity and burial in the eastern China marginal seas, Journal of Geophysical Research-Oceans, 126, e2021JC017207. https://doi.org/10.1029/2021JC017207.
作者: 宋金明，研究员，中国科学院海洋研究所 袁华茂，研究员，中国科学院海洋研究所
