南海北部深海颗粒有机碳来源的时空变化研究
批准号:
42106061
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
林宝治
依托单位:
学科分类:
海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
林宝治
中文摘要
颗粒有机碳在深海的沉降和埋藏是海洋生物泵效率的最终体现,是海洋碳循环的关键组成部分。近期的研究显示,深海颗粒有机碳除了生物泵输出的海源有机碳之外,有相当一部分来源于陆源提供的土壤和岩石颗粒有机碳,而后者参与海洋碳循环的功能截然不同。因此,鉴别深海颗粒有机碳的海源和陆源性质及其变化,是科学评估颗粒有机碳沉降对海洋碳循环贡献的前提。本项目选择南海北部深海三个关键站位的沉积物捕集器时间序列颗粒物样品,运用先进的放射性碳-14测年技术,并辅以有机碳稳定同位素、总有机碳/总氮含量、硅酸盐矿物比表面积和粒度指标,分析南海北部深海颗粒有机碳的来源和通量及其与矿物间的关系,揭示海源和陆源颗粒有机碳的贡献及其在时间和空间序列上变化,探究颗粒有机碳在南海深海搬运过程中的降解和保存控制因素。通过本项研究,将有效提升陆源颗粒有机碳在深海尤其是边缘海碳循环作用中的认识,对理解海洋碳循环具有重要科学意义。
英文摘要
The settling and burial of particulate organic carbon (POC) in the deep sea reflect the efficiency of biological pump, and are a key component of ocean carbon cycle. Recent studies show that besides the marine organic carbon exported by the biological pump, a certain proportion of deep sea POC is derived from the continental soil and bedrock, whose functions are strongly differently in ocean carbon cycle. Therefore, distinguishing the marine and terrestrial sources of POC in deep sea and their variations is essential to scientifically evaluate the important role of POC settling in the ocean carbon cycle. This project intents to use the time-series particulate matter samples collected by sediment trap at three key sites in the deep northern South China Sea (SCS), and applies the state-of-the-art radiocarbon dating method, combined with the proxies of stable isotope of organic carbon, contents of total organic carbon and total nitrogen, surface area of silicate minerals, and grain size, in order to investigate the sources and fluxes of POC and their relationships with silicate minerals, reveal the contribution from marine and terrestrial POC and their temporal and spatial variations, and explore the controlling factors in degradation and preservation of POC during the transport process in the deep SCS. This project will promote the knowledge on the role of terrestrial POC in the carbon cycle of deep sea, especially in the marginal deep sea, and will be scientifically important to the understanding of ocean carbon cycle.
海洋颗粒有机碳的沉降和埋藏在海底,可以降低大气中的CO2,从而调节全球气候变化。本项目利用南海东北部三个关键站位设放在500 m、2000 m和3800 m的时间序列沉积物捕集器收取的沉降颗粒物、以及北部陆架到深海平原和南部陆架的海底表层沉积物材料,开展颗粒物中总有机碳含量、有机碳稳定性碳13和放射性碳14双同位素和沉积物粒度和矿物比表面积测试。结果发现,南海500 m颗粒有机碳在2–3月和8–9月份来自真光层水体颗粒有机碳,而在其他时间则由南海自生的颗粒有机碳和老的颗粒有机碳组成。较老的颗粒有机碳可能来自水动力引起的海底沉积物的再悬浮和陆地侧向搬运陆源和海源颗粒有机碳。高屏峡谷下游处的深水颗粒有机碳来自陆源岩石有机碳的贡献最高。南海东北部颗粒有机碳沉降输出通量为0.83–247.7 mg m–2 d–1,存在着显著的季节性和空间性差异。南海东北部深海颗粒有机碳沉降通量的季节性和空间性变化与水体真光层初级生产力、降雨或台风引起的河流输入的陆源颗粒有机碳通量和南海东北部水动力条件的时间变化有关。.颗粒物在沉降的过程中,土壤有机碳比岩石化石有机碳较活跃而优先被降解。华南岸外内陆架和台湾岸外陆坡陆架细粒沉积有机碳含量受控于其来源成分,前者由海源和陆源有机碳贡献组成,后者主要来自陆源岩石有机碳。华南外陆架和上陆坡沉积有机碳含量受控于海源有机碳的贡献和矿物比表面积,而下陆坡和深海平原细粒沉积物中有机碳含量受控于海源有机碳的贡献及其暴露氧气时间。南海南部泰国湾和湄公河陆架沉积有机碳65±15%为海源有机碳,剩余为土壤和岩石有机碳。泰国湾和湄公河陆架有机碳埋藏通量为12.5 g m–2 yr–1,输入的陆源有机碳75–85%发生降解,降解通量为12 g m–2 yr–1。半封闭泰国湾和湄公河陆架对全球海底有机碳埋藏的贡献可能不大,但却是大气CO2的重要碳源。本项目较全面深入理解南海颗粒有机碳的源汇过程,促进全球碳循环过程的理论研究,为南海在全球气候环境变化的重要作用提供科学支撑。
南海高屏海底峡谷颗粒有机碳输运过程的锚系观测研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:林宝治
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依托单位:
国内基金
海外基金