关于海水颗粒有机碳(POC)变化的生物地球化学机制的研究

南极普里兹湾海域颗粒有机碳的变化特征于培松;扈传昱;朱根海;潘建明;张海生【摘要】1 引言海水中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)被分为生命和非生命物质两部分,生命部分主要包括浮游生物和微生物等生命体,而非生命部分也被称为有机碎屑,主要是陆源输入物质以及海洋生物生命活动过程中产生的残骸和粪便.POC的生物地球化学行为是海洋碳循环研究的重要组成部分,POC通过沉降向海洋底层输送,为底栖生物提供物质和能量来源[1-2],并将真光层的生物生产和底层生物的活动有机地结合在一起[3-4].【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】6页(P181-186)【关键词】颗粒有机碳;浮游植物;生物硅;普里兹湾;南极【作者】于培松;扈传昱;朱根海;潘建明;张海生【作者单位】国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】P728.2;P736.41 引言海水中颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)被分为生命和非生命物质两部分,生命部分主要包括浮游生物和微生物等生命体,而非生命部分也被称为有机碎屑,主要是陆源输入物质以及海洋生物生命活动过程中产生的残骸和粪便。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应是地球科学领域中一个备受关注的重要课题。

深海沉积物中的有机碳是地球上最大的碳库之一，对全球碳循环和气候变化具有重要影响。

有机碳的沉积通量是指单位面积或体积的深海沉积物中有机碳的沉积速率，通常以克碳/平方米/年或克碳/立方米/年为单位。

深海沉积物中的有机碳来源主要有陆源输入和海洋生物生产。

陆源输入包括来自大陆排放的有机物质，如悬浮颗粒物、河流输入和陆架沉积等。

海洋生物生产则是指海洋生物通过光合作用吸收二氧化碳并转化为有机物质，随后沉积到海底形成有机碳汇。

深海沉积物中有机碳的沉积通量受到多种因素的影响，包括水体生产力、陆源输入、沉积速率、海底地貌等。

水体生产力的高低直接影响海洋生物的生产力和有机碳的沉积速率。

陆源输入的增加会增加深海沉积物中的有机碳含量，而沉积速率则决定了有机碳的沉积通量。

海底地貌的不同也会对有机碳的沉积通量产生影响，例如海底山脉和海沟等地貌对沉积速率和有机碳的保存具有重要作用。

地球生物地球化学效应是指生物对地球化学循环过程的影响，包括有机碳的生产、转化和降解等过程。

海洋生物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，从而在全球碳循环中扮演着重要角色。

海底生物也参与了有机碳的沉积和降解过程，对地球生物地球化学循环产生影响。

深海沉积物中的有机碳对全球碳循环和气候变化具有重要影响。

有机碳的沉积通量可以反映海洋生物生产力和陆源输入的变化，对全球碳平衡起着重要作用。

地球生物地球化学效应通过生物活动影响有机碳的转化和保存过程，进而影响全球碳循环和气候变化。

在未来的研究中，需要进一步探讨深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应对全球碳循环和气候变化的影响机制，以更好地理解这一复杂而重要的地球系统过程。

通过开展更多的野外观测和实验研究，可以提高对深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应的认识，为全球碳循环和气候变化的预测提供科学依据。

海水中颗粒有机碳的测定方法
海水中颗粒有机碳的测定方法
海水中颗粒有机碳（Particle Organic Carbon，简称POC）是海洋碳循环研究的重要组成部分，因此测定海水中POC的浓度十分重要。

目前，测定海水中POC的浓度依赖于传统的碘量法，它要求样品中溶解性有机碳（DOC）的浓度不可低于一定限度，从而给测定带来不便。

然而，随着当前技术的发展，基于动力学离子液体色谱质谱联用技术（IC-LC-MS/MS）和原子吸收光谱（AAS）的方法被提出，较传统碘量法更为便捷精确。

IC-LC-MS/MS技术和AAS技术基本相似，都能够进行可逆化学反应测定目标分析物，但是大气电喷雾发射等复杂的技术操作工艺使得IC-LC-MS/MS技术要比AAS 技术操作复杂一些。

因此，AAS技术被用于测定海水中低浓度的POC，而IC-LC-MS/MS技术被用于测定高浓度的POC。

此外，因海水中POC浓度可能产生液相遗失等影响，因此需在测定过程中进行抽样装置的校正，使分析结果更加准确。

总的来说，传统的碘量法由于前期样品校正要求较高，使用上较为繁琐；而近年来随着基于IC-LC-MS/MS和AAS技术的测定方法的出现，测定海水中POC十分方便精确，值得推荐。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!是地球科学领域一个重要而复杂的研究课题。

海洋储碳机制及相关生物地球化学过程研究策略海洋储碳机制是指海洋通过化学、生物和物理过程将二氧化碳转化为有机碳、无机碳和溶解态有机物质，从而将大气中的二氧化碳转移到海洋底层，实现碳储存和环境保护的重要过程。

相关的生物地球化学过程主要包括温室气体释放，海洋酸化，海洋生态系统变化以及生物生产等，这些过程对于全球碳循环及海洋生态环境的稳定性具有重要影响。

因此，对海洋储碳机制及相关生物地球化学过程的研究显得尤为重要。

针对上述问题，本文提出以下研究策略：1. 加强海洋生物生产的研究海洋生物生产是海洋储碳的重要机制之一，通过光合作用和贝类吞吃等生物活动可以将二氧化碳转换为有机碳物质，进而储存在海洋系统中。

因此，加强对海洋生物生产的研究，探究不同海洋生态系统和地域的生产能力和特征，对海洋储碳机制和全球碳循环的研究至关重要。

2. 深入探究海洋酸化机制海洋酸化是全球变暖的重要表现之一，也是海洋储碳机制的重要组成部分。

海洋酸化会导致海水pH值下降、离子强度增加，从而对海洋生态系统的稳定性和生物多样性构成威胁。

因此，深入探究海洋酸化机制，寻找有效的措施减缓海洋酸化过程，是海洋储碳和环境保护的关键。

3. 分析温室气体释放的动态变化温室气体主要指二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等，它们会在海洋的物理、化学和生物作用下转移和储存。

但随着全球气候变化和人类活动的影响，海洋温室气体排放量的动态变化是不可避免的。

因此，通过对海洋温室气体释放的动态变化进行分析和研究，探究温室气体释放的机制和影响因素，对减缓气候变化和实现碳储存都具有重要的作用。

海洋生态系统是海洋储碳的重要载体，但同时也面临着各种威胁和挑战，包括气候变化、污染、过渡捕捞等。

因此，加强对海洋生态系统变化的研究，探究其机制和影响因素，是保护海洋生态环境、实现碳储存的关键。

结论海洋储碳机制及相关生物地球化学过程是进行全球碳循环和海洋生态环境保护的重要过程。

因此，在研究策略方面，我们应该加强海洋生物生产、海洋酸化机制、温室气体排放和海洋生态系统变化等方面的研究，为保护海洋环境和实现碳储存提供新的科学依据。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应深海沉积物中有机碳的沉积通量与地球生物地球化学效应【前言】深海沉积物中的有机碳是地球上最大的有机碳库之一，对全球碳循环、气候变化和海洋生态系统具有重要影响。

本论文将探讨深海沉积物中有机碳的沉积通量以及其对地球的生物地球化学效应，并对其意义和未来研究方向进行讨论。

【第一部分：深海沉积物中有机碳的沉积通量】深海沉积物中的有机碳主要来源于降水、陆地生物、河流输入和海洋生物。

这些有机碳通过不同的机制将沉积到海底，形成深海沉积物。

1. 降水降水是深海沉积物中有机碳的重要来源之一。

大气中的有机碳会随降水一同进入海洋。

研究表明，降水中的有机碳可以通过沉降和溶解两种方式沉积到深海沉积物中。

2. 陆地生物陆地生物是深海沉积物中有机碳的另一个重要来源。

陆地上的植物和动物通过不同的途径将有机碳带入海洋，其中包括河流输入、海岸侵蚀以及风化等。

这些有机碳随着陆地生物的衰死和分解被带入海洋，最终沉积到深海沉积物中。

3. 海洋生物海洋生物是深海沉积物中有机碳的主要来源之一。

海洋生物通过生长和代谢过程中吸收二氧化碳并生成有机碳，这些有机碳会随着海洋生物的死亡和沉降沉积到深海沉积物中。

深海沉积物中有机碳的沉积通量可以通过多种方法进行测定，包括沉积物样品的采集与测试、地球化学模拟实验等等。

通过这些测定与实验研究，我们能够了解有机碳的来源和沉积过程，从而对其地球生物地球化学效应进行深入研究。

【第二部分：深海沉积物中有机碳的地球生物地球化学效应】1. 全球碳循环深海沉积物中的有机碳在地球的碳循环中具有重要作用。

有机碳的沉积可以将二氧化碳暂时从大气中移除，从而减少温室气体的含量，缓解全球变暖的问题。

在海洋沉积的过程中，沉积物中的有机碳还会与矿物质结合形成有机质颗粒，从而对海洋生态系统的碳循环产生积极的影响。

2. 气候变化深海沉积物中有机碳的沉积通量与气候变化密切相关。

随着气候变暖，北极和南极冰盖融化加速，海平面上升和海洋环流变化，这些因素会影响深海沉积物中有机碳的沉积。

南黄海溶解有机碳的生物地球化学特征分析贺志鹏;宋金明;张乃星【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2006(24)4【摘要】依据1997-2003年每年1次的南黄海调查得到的溶解有机碳(DOC)数据,重点分析了2002年秋末冬初季节南黄海DOC的分布特征及其生物地球化学控制机制.结果表明,2002年秋末冬初南黄海表层海水DOC质量浓度为1.62～2.42 mg/L,平均值为2.02 mg/L,高于大洋的平均值,具有典型近海特征;南黄海DOC分布呈现北部高,南部低,在量值上,A断面＞B断面＞C断面,且有显著近岸高、远离海岸中部海区低的特点.近岸高值区主要受陆源输入影响,包括径流输入和人类活动两个方面,陆源输入相对生物生产过程更为重要;中部低值区主要受控于来自东海低DOC海流的冲淡作用.垂直方向上DOC质量浓度变化不大,这明显与南黄海海水混合较好有关.7 a中南黄海DOC质量浓度总体上呈略微下降趋势,北部海域表现尤为明显,南黄海生物生产量的下降及近年来南黄海整体环境质量的提高是引起DOC下降的主要原因.【总页数】12页(P477-488)【作者】贺志鹏;宋金明;张乃星【作者单位】中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,研究生院,北京,100039【正文语种】中文【中图分类】X142【相关文献】1.南黄海表层沉积物中氮的分布特征及其在生物地球化学循环中的功能 [J], 吕晓霞;宋金明;袁华茂;李学刚;詹天荣;李宁;高学鲁2.春季水华对南黄海总溶解态无机砷生物地球化学行为的影响 [J], 孙友旭;任景玲;刘素美;刘诚刚3.南黄海沉积物中氮、磷的生物地球化学行为 [J], 宋金明;李学刚;邵君波;贺志鹏;张乃星4.南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素 [J], 袁华茂;宋金明;李学刚;李宁;段丽琴;曲宝晓;卢汐;陈鑫5.南黄海盆地南部坳陷对冲挤压变形与拉张断陷叠加特征分析 [J], 黄建军; 牛华伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

春季北部湾北部海域颗粒有机物的碳、氮同位素组成何映雪;林峰;陈敏;张润;杨伟锋;郑敏芳;邱雨生【摘要】2011年4月期间,对北部湾北部海域水柱中颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)浓度及其同位素组成开展了研究,结果表明,研究海域水柱中的颗粒有机物主要受陆源输入和生物生产过程的影响.根据POC、PN、C/N比(摩尔比)、δ18C和δ15N的空间分布规律,可将研究海域区分为具有不同特征的3个区域,其中钦州湾外围海域的δ13C最低,反映出该区域颗粒有机物受陆源输入的影响较大;铁山港外围海域具有高的POC、PN和δ15N特征,C/N比也接近于Redfield比值,说明其颗粒有机物主要受控于生物初级生产过程;琼州海峡西侧海域呈现低POC和PN特征,与南海外海水的特征较为接近,而该区域同时具有低C/N比和低δ15N的特征,表明其受生物固氮作用的影响明显.【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(053)002【总页数】6页(P246-251)【关键词】颗粒有机碳;颗粒氮;同位素组成;北部湾;春季【作者】何映雪;林峰;陈敏;张润;杨伟锋;郑敏芳;邱雨生【作者单位】厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院,福建厦门361102【正文语种】中文【中图分类】P734碳、氮稳定同位素常被用于海洋生态系统食物链营养等级的分析、有机物来源与归宿的确定以及消费者食物来源组成等方面的研究中[1-2]，其应用前提在于不同来源有机物的碳(13C/12C)、氮(15N/14N)同位素比值具有特异性．然而，有机物的同位素组成除受来源影响外，还受到海洋生物地球化学过程的影响[3-4]．准确掌握海洋生态系统中有机物碳、氮同位素组成的分布特征及其影响因素，是将其应用于海洋生态系统结构与功能分析的关键环节．海水中的颗粒有机物主要由陆源碎屑和生源颗粒构成，是海洋生态系统中高营养级生物的营养来源之一，并可根据其组成反映自然和人类活动的影响[5]．开展海水颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)同位素的研究，将有助于更好地分辨海洋有机物的来源，揭示影响其同位素组成的因素，进而评判海域高营养级生物的食物来源．北部湾位于我国南海西北部，三面陆地，一面邻海，面积约为1.293 × 105 km2，地理位置介于105.5°～110.0°E，16°～22°N之间，属于热带、亚热带的半封闭浅海湾．北部湾东临海南岛、琼州海峡和雷州半岛，并通过琼州海峡与广州湾相通，北接广西壮族自治区，西临越南．北部湾海底地形平坦，平均水深38 m，湾内最大水深100 m，北部等深线大致平行于海岸线．北部湾海域季风盛行，每年11月至次年3月盛行东北风，6至8月盛行西南风．位于北部湾东部的琼州海峡介于海南岛和雷州半岛之间，长约20 km，平均水深100 m[6-8]．此前已开展过北部湾水文学、化学、生物学等方面的研究，北部湾冬、夏季的环流结构特征具体表现为：冬季海水在强而稳定的东北季风作用下垂向混合均匀，斜压性很弱，主要表现为气旋型正压风生流；湾中部107.5°E，18.5°N附近被一大范围逆时针环流所控制，南部湾口也存在一个不闭合的逆时针环流，外海水由海南岛南部和琼州海峡进入，顺越南沿岸流出．夏季的正压风生流结构较为复杂，湾西北形成一个扁长的椭圆形反气旋环流，内含两个小范围反气旋涡，湾顶和湾中均形成小气旋型环流，湾口处则形成不闭合的反气旋型环流[9]．黄以琛等[10]分析了北部湾夏、冬季海表温度、叶绿素及浊度的分布特征，并引入叶绿素与浊度的比值探讨浊度的控制因素，揭示径流、环流、风场和地形对北部湾上层水体环境要素的调控机制，结果表明，夏季北部湾海表温度分布较为均匀，叶绿素浓度和浊度值沿岸较高，外海较低．沿岸流海域浊度的主要影响因素是陆源物质输入和沉积物再悬浮，上升流海域则是浮游植物影响为主．张润[11]利用15N2示踪法实测了北部湾海域的生物固氮速率，给出了固氮速率的时空分布，评估了生物固氮作用对研究海域生物生产力的贡献．本研究实测了春季北部湾北部海域水体悬浮POC、PN浓度及其同位素组成，目的在于揭示它们在研究海域水柱中的分布特征及其影响因素，为应用碳、氮同位素开展北部湾食物网结构的分析奠定基础．1 方法1.1 样品采集表1 春季北部湾北部海域的温度、盐度、POC、PN浓度及其同位素组成Tab.1 Temperature,salinity,concentrations of POC and PN and their isotopic composition in the northern Beibu Gulf in spring站位东经/(°)北纬/(°)水深/m 层位范围/mt/℃盐度c(PO C)/(μmol·L-1)c(PN)/(μmol·L-1)C/N比δ13C/10-3δ15N/10-3HB01108.3320.4840.00～3819.8232.872.750.564.91-23.55.3HB05108.2521.3820.00～1821.7632.538.681.535.66-21.86.3HB12108.7820.2549.00～4620.5832.823.120.644.84-21.74.5HB17108.7521.4612.00～1022.4732.306.801.056.45-23.45.9HB18109.0421.3710.00～822.0632.133.630.635.79-22.26.6HB19109.0221.1716.50～1421.5932.709.471.595.94-21.78.7HB21109.0020.6234.70～3020.5832.587.371.255.91-21.66.2HB23109.0120.1832.00～3020.5632.722.840.614.69-21.34.3HB24109.2420.1116.50～1420.7132.303.960.824.85-19.34.8HB29109.2821.3011.00～921.8032.1010.971.766.22-21.57.7HB30109.5621.1910.70～822.6332.5010.971.746.29-20.57.5HB32109.5420.7913.00～1221.7532.329.091.645.54-18.96.3HB35109.4720.0631.00～2920.6732.323.710.715.22-20.63.8HB40109.8720.1050.00～4920.6332.484.370.884.97-20.77.8平均值21.2632.486.271.105.52-21.36.1标准偏差0.850.243.120.470.601.31.5研究样品采集于2011年4月，由广东海洋大学“天鹰号”科考船实施，采集了琼州海峡西侧海域和湾顶部沿岸海域共14个站位不同深度的海水样品．在14个采样站位中，钦州湾外围海域(HB05、HB17、HB18和HB21站)和铁山港外围海域(HB19、HB29、HB30和HB32站)除HB21站水深超过30 m外，其他站位的水深均不超过20 m；琼州海峡西侧海域(HB01、HB12、HB23、HB24、HB35和HB40站)由于海底地形起伏，水深变化较大，HB24站水深仅16.5 m，而HB40站水深达50 m(图1，表1)．图1 春季北部湾北部海域的采样站位Fig.1 Sampling locations in the northern Beibu Gulf in spring各研究站位均采集了由表及底4～5层的水样(表1)，水样由CTD-rossette采水器采集，温度、盐度数据来自CTD记录．海水中的颗粒物于船上利用预先高温灼烧过(450 ℃，4 h)的GF/F滤膜过滤收集，过滤体积为4 L．所收集颗粒物样品于60 ℃下烘干，冷冻保存至陆地实验室进行POC、PN浓度及其同位素组成的分析．1.2 POC、PN浓度及其同位素组成的分析颗粒物样品带回陆地实验室后，置于装有浓盐酸的干燥器中酸熏48 h，去除其中的无机碳酸盐成分，之后用Milli-Q水洗涤至中性，在60 ℃下烘干至恒质量，进行碳、氮浓度及其同位素组成的测量．通过元素分析仪(Carlo Erba NC2500)和同位素比值质谱仪(Finnigan MAT Deltaplus XP)联机测定碳、氮浓度及其同位素组成[12-13]，POC、PN的测量精度好于6%．碳、氮同位素组成用δ值表示：其中δsample代表样品中颗粒有机物的δ13C或δ15N；Rsample代表实测的13C/12C或15N/14N比值；Rstandard代表标准物质的13C/12C或15N/14N 比值．以美国南卡罗莱州白垩系皮狄组拟箭石(PDB)和大气氮分别作为碳、氮同位素分析的标准．在实际样品测定过程中，为确保测量过程中仪器的稳定性及所得同位素比值的准确，每间隔10份待测样品穿插一份标准物质进行测量，δ13C、δ15N测量的标准偏差均小于0.2×10-3．图2 北部湾北部海域水柱平均温度(a，℃)和盐度(b)的分布Fig.2 Distribution of the averaged temperature (a, ℃) and salinity (b) in water column in the northern Beibu Gulf1.3 数据处理鉴于本研究的目的在于揭示水柱中颗粒有机物及其同位素组成的变化，以便后续与水柱垂直拖网(未分层)所采集浮游植物、浮游动物的碳、氮同位素组成进行对比，因此，文中给出的POC、PN浓度，C/N比(摩尔比，下同)，δ13C和δ15N均为各研究站位整个水柱的平均值，具体由各层位各要素的测值取算术平均计算获得．尽管这样的处理损失了各要素垂直分布的细结构特征，但更有利于反映其空间变化规律，也利于未来与网拖生物测值的比较．2 结果与讨论2.1 温度和盐度的分布春季研究海域水柱的平均温度介于19.82～22.63 ℃之间，平均为(21.26±0.85) ℃(n= 14)(表1)．温度的高值出现在湾顶部铁山港和防城港的外围海域，低值出现在琼州海峡西侧海域(图2(a))．HB01、HB12、HB21和HB23站水柱的平均温度较低，与该区域近底层存在冷水团有关．孙湘平[14]指出，北部湾北部冷水团是由北部湾中部冬季低温混合水在春末、初夏温跃层形成后残留在深槽中形成，它出现在4月，6—7月最强，9月消失，持续时间约5个月．该冷水团与南部湾口的底层冷水并不相通，而是独立存在的，是在北部湾有利地形条件下当地形成的．研究海域水柱平均盐度的变化范围为32.10～32.87，平均为(32.48±0.24)(n=14)(表1)．盐度高值出现的区域对应于温度低值区域，同样反映出冷水团的影响．盐度低值出现在湾顶部铁山港和防城港的外围海域，表明这些区域受淡水影响较为明显(图2(b))．2.2 POC、PN浓度和C/N比的分布水柱平均POC浓度的变化范围为2.75～10.97 μmol/L，平均为(6.27±3.12)μmol/L(n=14)(表1)．POC高值出现在铁山港外围海域的HB29和HB30站，最低值出现在湾中部的HB01站(图3(a))．水柱平均PN浓度的变化范围为0.56～1.76 μmol/L，平均为(1.10±0.47)μmol/L(n=14)(表1)．与POC分布类似，PN浓度的最高值也出现在铁山港外围海域的HB29站，最低值出现在湾中部的HB01站(图3(b))．POC和PN的水平分布总体上表现为湾顶部铁山港外围海域(HB19、HB29、HB30、HB32站)较高，其次是钦州湾外围海域(HB05、HB17、HB18、HB21站)，低值区位于琼州海峡西侧海域(HB01、HB12、HB23、HB24、HB35、HB40站)(图3(a)，(b))．图3 北部湾北部海域水柱平均POC(a，μmol/L)、PN(b，μmol/L)和C/N比(c)的分布Fig.3 Distr ibution of the averaged POC (a,μmol/L),PN (b,μmol/L) and C/N ratio (c) in water column in the northern Beibu Gulf水柱颗粒有机物C/N比的变化范围为4.69～6.45，平均为(5.52±0.60)(n=14)(表1)．最高值出现在钦州湾外围海域的HB17站，最低值出现在琼州海峡西侧海域的HB23站．总体上看，湾北部沿岸海域颗粒有机物的C/N比(5.98±0.32)要高于琼州海峡西侧海域(4.91±0.18)(表1，图3(c))．2.3 POC、PN同位素的分布及其影响因素水柱颗粒有机物的δ13C介于-23.5×10-3～-18.9×10-3之间，平均为(-21.3±1.3)×10-3(n=14)(表1)．δ13C最高值出现在HB32站，最低值位于HB01站，总体上表现为自东向西降低的趋势(图4(a))．颗粒有机物δ15N介于3.8×10-3～8.7×10-3之间，平均为(6.1±1.5)×10-3(n= 14)(表1)．最高值出现在HB19站，最低值出现在HB35站．δ15N的空间分布具有如下特征：铁山港外围海域最高，钦州湾外围海域次之，琼州海峡西部海域最低(图4(b))．图4 春季北部湾北部海域水柱颗粒有机物平均δ13C(a，10-3)和δ15N (b，10-3)的分布Fig.4 Distribution of the averaged δ13C (a,10-3) and δ15N(b,10-3) in water column in the northern Beibu Gulf in spring根据POC、PN、C/N比、δ13C、δ15N的空间分布，研究海域可分为钦州湾外围海域、铁山港外围海域和琼州海峡西侧海域3个区域，它们具有不同的POC、PN浓度及碳、氮同位素组成特征.钦州湾外围海域在3个区域中具有最低的δ13C((-22.3±0.8)×10-3)，以及居中的POC浓度((6.62±2.14) μmol/L)、PN浓度((1.12±0.38) μmol/L)、C/N比(5.95±0.35)和δ15N((6.2±0.3)×10-3)，较低的δ13C反映出钦州湾外围海域的颗粒有机物受陆源输入影响较大(图5)．一般而言，陆源有机物的δ13C明显低于海源有机物[15-16]．对于陆源输入的PN，其同位素组成与来源有关，土壤氮的δ15N变化较大(-10×10-3～15×10-3)，大多在2×10-3～5×10-3之间，化学氮肥的δ15N一般为(0±3)×10-3，而人类生活污水颗粒有机物的δ15N一般为10×10-3～20×10-3[17]．钦州湾外围海域颗粒有机物的δ15N平均值为6.2×10-3，反映出该区域的PN可能主要来自土壤氮的贡献．铁山港外围海域在3个区域中具有最高的δ15N((7.6±1.0)×10-3)，以及较高的δ13C((-20.6±1.3)×10-3)，且颗粒有机物C/N比(6.00±0.34)接近于Redfield比值，这些均表明，铁山港外围海域的颗粒有机物主要来自生源的贡献(图5)．该区域的POC((10.13±0.99) μmol/L)、PN浓度((1.68±0.08) μmol/L)明显高于其他2个区域，说明其生物活动比较活跃．同航次初级生产力的研究表明，铁山港外围海域的初级生产力在3个区域中是最高的，其水柱平均生产力是其他2个区域的1.5～7.3倍[18]，可为以上论述提供佐证．该区域较高的初级生产力会通过生物吸收无机碳过程中的同位素分馏导致其颗粒有机物的δ13C较高[12,19-20]．琼州海峡西侧海域的颗粒有机物表现出明显不同的特征，其POC((3.46±0.65)μmol/L)、PN浓度((0.70±0.13) μmol/L)、C/N比(4.91±0.18)和δ15N((4.6±0.5)×10-3)是3个区域中最低的，而δ13C居中((-21.2±1.4)×10-3)(图5)．这些结果说明，琼州海峡西侧海域水体受到了南海外海水的较明显影响，从而呈现低POC、PN浓度的特征．张国荣等[21]对春季北部湾水体运输特征的研究表明，春季南海外海水可从琼州海峡东口向西流动进入北部湾，这与本研究在琼州海峡西侧海域观察到低的POC、PN浓度相吻合．琼州海峡西侧海域的颗粒有机物呈现低δ15N和C/N比的特征，反映了生物固氮作用的影响．同航次利用15N2示踪法开展的生物固氮作用研究表明，琼州海峡西侧海域的生物固氮速率比其他区域明显高得多[22]．在生物固氮作用较为活跃的海域，因为固氮生物可直接利用大气N2形成低15N丰度的营养盐和有机物，由此导致在存在生物固氮作用的海洋生态系统中，颗粒有机物的δ15N和C/N比往往较低[23]．图5 春季北部湾北部海域δ13C、δ15N与 C/N比的关系Fig.5 The relationship among δ13C，δ15N and C/N ratios in the northern Beibu Gulf in spring3 结论春季北部湾北部海域POC、PN浓度及其同位素组成的空间分布表明，研究海域颗粒有机物主要受陆源、生物初级生产过程和生物固氮作用的影响，其中钦州湾外围海域的颗粒有机物受陆源输入影响较大，呈现低δ13C的特征；铁山港外围海域的颗粒有机物主要受生物初级生产过程所调控，具有高POC、PN浓度、高δ15N 的特征；琼州海峡西侧海域的POC、PN浓度较低，更接近于南海外海水的特征，与此同时，该海域颗粒有机物的δ15N和C/N比较低，说明其受生物固氮作用的影响较为明显．【相关文献】[1] Wada E,Minagawa M,Mizutani H,et al.Biogeochemical studies on the transport of organic matter along the Otsuchi River watershed,Japan[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,1987,25(3):321-336.[2] Middelburg J J,Nieuwenhuize J.Carbon and nitrogen stable isotopes in suspended matter and sediments from the Schelde Estuary[J].Marine Chemistry,1998,60:217-225. [3] Fry B,Sherr E B.δ13C measurements as indicators of carbo n flow in marine and freshwater ecosystems[J].Contributions in Marine Science,1984,27:13-47.[4] Owens N J P.Variations in the natural abundance of 15N in estuarine suspended particulate matter:a specific indicator of biological processing[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,1985,20(4):505-510.[5] Hedges J I,Clark W A,Quay P D,et positions and fluxes of particulate organic material in the Amazon River[J].Limnology and Oceanography,1986,31(4):717-738.[6] 夏华永,侍茂崇.北部湾三维风生流及密度流模拟[J].海洋学报,2001,23:11-23.[7] 杨士瑛,陈波,李培良.用温盐资料研究夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的特征[J].海洋湖沼通报,2006(1):1-7.[8] Shi M,Chen C,Xu Q,et al.The role of Qiongzhou Strait in the seasonal variation of the South China Sea circulation[J].Journal of Physical Oceanography,2002,32:103-121.[9] 俎婷婷.北部湾环流及其机制的分析[D].青岛：中国海洋大学,2005.[10] 黄以琛,李炎,邵浩,等.北部湾夏冬季海表温度、叶绿素和浊度的分布特征及调控因素[J].厦门大学学报：自然科学版,2008,47(6):856-863.[11] 张润.中国边缘海生物固氮作用研究[D].厦门：厦门大学,2010.[12] Chen M,Guo L,Ma Q,et al.Zonal patterns of δ13C,δ15N and 210Po in the tropical and subtropical North Pacific[J].Geophysical ResearchLetters,2006,33:L04609,doi:10.1029/2005GL025186.[13] Zhang R,Chen M,Ma Q,et titudinal distribution of nitrogen isotopic composition in suspended particulate organic matter in the tropical/subtropical seas[J].Isotopes in Environmental and Health Studies,2011,47(4):489-497.[14] 孙湘平.北部湾的水文特征与环流[M]∥苏纪兰，袁业立.中国近海水文.北京：海洋出版社，2005:285-293.[15] Rounick J S,Winterbourn M J.Stable carbon isotopes and carbon flow in ecosystems[J].BioScience,1986,36(3):171-177.[16] Owens N J P.Natural variations in 15N in the marine environment[J].Advances in Marine Biology,1987,24:389-451.[17] Kendall C.Tracing nitrogen sources and cycles in catchments[M]∥Isotope tracers in catchment herlands:Elsevier,1998:531-537.[18] 许新雨,陈敏,曾健,等.春季北部湾北部海域初级生产力的分布及其影响因素[C]∥郑爱榕,陈敏.北部湾海洋科学研究论文集(第四辑).北京:海洋出版社,2013.[19] Laws E A,Popp B N,Bidigare R R,et al.Dependence of phytoplankton carbon isotopic composition on growth rate and [CO2]aq:theoretical considerations and experimental results[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1995,59(6):1131-1138.[20] Zhang R,Chen M,Guo L D,et al.Variations in the isotopic composition of particulate organic carbon and their relation with carbon dynamics in the western ArcticOcean[J].Deep Sea Research II:Topical Studies in Oceanography,2012,81/82/83/84:72-78.[21] 张国荣,马腾,潘伟然,等.琼州海峡西口低频流动特征及其季节风场的响应分析[C]∥李炎,胡建宇.北部湾海洋科学研究论文集(第二辑).北京:海洋出版社,2009:64-76.[22] 林峰.中国边缘海生物固氮速率的时空分布及其影响因素[D].厦门：厦门大学,2013.[23] Montoya J P,Carpenter E J,Capone D G.Nitrogen fixation and nitrogen isotope abundances in zooplankton of the oligotrophic North Atlantic[J].Limnology and Oceanography,2002,47(6):1617-1628.。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应深海沉积物是地球上最神秘的地方之一，它们蕴藏着丰富的有机碳，并且对地球生物地球化学过程起着至关重要的作用。

一直是地球科学领域研究的热点之一。

通过对深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应的研究，可以更好地理解地球的演化历程和生物地球化学循环过程。

本文将深入探讨深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应，从而揭示其在地球生命演化和环境变化中的重要作用。

深海沉积物是地球上最大的有机碳库之一，其主要成分是有机质和无机物质的混合物。

深海沉积物中的有机碳主要来源于陆地植被和海洋生物的残骸，这些有机碳在长时间内被深海沉积物所保存。

深海沉积物中有机碳的沉积通量受到多种因素的影响，包括沉积速率、物质来源、生物活动等。

有机碳在深海沉积物中的沉积通量对地球生物地球化学过程具有重要影响，可以影响全球气候变化和生态系统稳定性。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应与全球碳循环密切相关。

深海沉积物中的有机碳可以被生物分解成二氧化碳和甲烷等气体，在全球碳循环中起着至关重要的作用。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应也与气候变化密切相关，可以影响全球气候系统的稳定性和变化趋势。

因此，研究深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应对于理解全球碳循环和气候变化具有重要意义。

深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应也可以为地球科学和资源利用提供重要参考。

深海沉积物中蕴藏着大量的有机碳资源，可以用于生物能源开发和碳捕集技术研究。

通过研究深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应，可以更好地利用深海有机碳资源，推动可持续发展和生态文明建设。

在未来的研究中，深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应仍将是地球科学领域的重要研究方向之一。

通过开展更多的实地调查和实验研究，可以更深入地理解深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应，为人类认识地球演化历程和气候变化提供更为丰富和深刻的科学依据。