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基于海洋环流模式POP和生物地球化学模型OCMIP-2,建立了全球海洋碳循环模式,并用于对全球海洋碳循环的模拟研究。该模式在大气CO2为283×10-6条件下,积分3 100 a,达到工业革命前的平衡态。在此基础上,用历史时期观测的大气CO2浓度进行强迫,模拟了历史时期的海洋碳循环。模拟的无机碳浓度、总碱度与基于观测得到的结果基本一致,模式能够较好地模拟全球碳循环过程。模拟结果表明,在北半球中高纬度和南半球的中纬度,海洋是大气CO2的主要汇区;在赤道南北纬20°之间和南大洋50°S以南,海洋表现为大气CO2的源区。在1980s海洋吸收CO2速率(以C计)为1.38 Pg/a,1990s为1.55 Pg/a。海洋中人为碳在北大西洋含量最大,向下到达海底并向南输运到30°N附近;在南极附近,浓度较小,深度达到3 000 m;在中纬度,人为碳被限制在温跃层以上。 相似文献
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北太平洋大气沉降的时空特征及其对副极区海洋生态系统的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
北太平洋副极地海区作为全球海洋三个高营养盐低叶绿素(high nutrient and low chlorophyll, HNLC)海区之一, 其浮游植物生长受到微量元素铁的限制。对于开阔大洋, 大气沉降是海洋表层铁的一个重要来源, 铁元素沉降进入海洋后能够促进浮游植物生长, 进而引起海洋初级生产力和生物泵的响应。本文利用SPRINTARS(Spectral Radiation-Transport Model for Aerosol Species)模式的时长为20a的日均大气沉降数据, 对北太平洋海区大气沉降的时空特征进行了分析。结果表明, 进入北太平洋海区的大气沉降量为26.81Tg·a-1, 并且存在显著的季节变化: 春季最高, 冬季最低, 5月份进入海洋的沉降量达到峰值。大气沉降主要来源于陆地区域, 在风场的驱动下向海洋传输, 因此大气沉降量的空间分布呈现出西高东低的特征。本文以2010年8月中旬卫星观测到的一次强沙尘(即高大气沉降量)事件为例, 研究了大气沙尘的传播路径。进一步结合2001年4月9—12日及2008年4月20—22日的沙尘事件, 分析了西北太平洋K2站位(47°N, 160°E)附近海域海洋初级生产力对大气沉降——沙尘事件的响应。结果表明, 三次沙尘事件后, K2站位的颗粒有机碳通量、叶绿素浓度均有明显增加, 即沙尘事件对北太平洋副极区海洋初级生产力存在促进作用。 相似文献
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渤海颗粒有机碳与生物硅的分布及来源 总被引：2，自引：1，他引：1
海洋碳、硅循环及其相关联的生物地球化学过程是全球环境变化的热点问题,也是海洋科学关心的重要领域。利用2012年5月和11月份对渤海海域的调查结果,对该海域颗粒有机碳和生物硅的分布特征及来源进行了讨论。主要结论为:渤海有机碳以溶解有机碳为主,具有春季高和秋季低的特征;由陆地来源和海洋自生的有机碳组成,且以海洋来源的有机碳为主。渤海生物硅分布具有明显的梯度特征,河流输入同样对其含量的影响较为突出。渤海沉积物中生物硅含量较高,明显高于中国东部陆架海。渤海表层沉积物中生物硅主要是海源的,依次由浮游藻类、植硅体和海绵骨针所构成,其中浮游藻类占62.9%,陆源植硅体占31.1%。渤海沉积物发现了来自于草本植物的植硅体,这说明了陆地产生的植硅体对海洋生物硅的贡献。 相似文献
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为助推我国碳中和目标的实现以及提升我国在海洋碳汇领域的国际话语权,文章以海洋碳汇机制为切入点,系统梳理高分辨率生物和化学检测技术及其扩展应用。研究结果表明:海洋惰性溶解有机碳库对于海洋增汇具有重要意义,这对溶解有机碳汇资源高分辨率检测技术提出新的要求;目前具有“指纹特征”的高分辨率检测技术主要包括流式细胞和功能基因芯片生物检测技术以及光谱和质谱化学检测技术,此外结合稳定碳同位素标记技术实现生物溯源和化学检测的链接,均具有重要应用前景。 相似文献
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渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源 总被引：3，自引：0，他引：3
大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C3维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C3维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。 相似文献
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研究表明,海洋沉积物中有超过20%的有机碳是通过与铁结合而被稳定地保存下来,阐明铁对有机碳的保护作用能深入理解碳封存机制。本文1)从与铁结合的有机碳的含量、碳同位素和二者的结合机制等方面梳理了铁在促进有机碳埋藏中所发挥的作用;2)阐述海洋环境(包括水动力和氧化还原条件)和有机碳来源等因素可能控制着铁与有机碳之间的相互耦合,并影响着与铁结合的有机碳的分布、组成和年龄特征;3)分析铁与有机碳之间吸附和共沉淀的结合机制,讨论了影响二者结合方式的因素;4)探讨铁循环与碳循环之间的密切生物地球化学联系在海洋碳封存中的作用。综合梳理了沉积物中“生锈的碳汇”(rusty sink)的研究进展,对当前应对碳中和-全球气候变化具有重要意义。 相似文献
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碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途经。海洋作为地球最大碳库,研究发现越来越多的海洋和海岸带生物参与碳循环,并对海洋碳汇产生重要贡献。鱼类作为海洋生态系统中最重要组成部分之一,其在海洋碳循环中的作用还没有引起足够的重视。最新研究表明海洋鱼类在无机碳循环中发挥了重要作用,深化对鱼类参与碳循环过程的认识、量化其固碳潜力将有助于丰富海洋碳循环研究。本文首先系统梳理了鱼类参与碳循环的过程和机制等研究进展。鱼类通过产生碳酸盐粪便、水平和垂直迁移运输、生物扰动、生物碳和“尸体”碳以及食物网消耗与传输等方式参与海洋碳循环。鱼类参与碳循环的证据和参与海洋碳循环的重要性逐渐凸显。其次,本文提出目前鱼类参与碳循环研究存在的问题与挑战,包括渔业捕捞源汇之争、水产养殖业的机遇和挑战以及准确量化鱼源碳酸盐的困难,仍有待理论和方法学的深化研究和技术的革新去解决。最后本文提出鱼类参与碳循环的研究展望,及其在全球气候变化背景下的潜在机遇,同时结合当前渔业碳汇的发展进程以及行业需求,提出渔业减排固碳发展路径建议。本文旨在提升鱼类在海洋碳循环贡献和服务生态系统的潜力的认识,为海洋碳汇和渔业碳汇研究提供新的视角。 相似文献
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海洋有机质的光谱分析方法评述 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋有机质的光谱分析已成为海洋碳循环的研究热点之一。本文从天然有机质吸收光谱和荧光光谱分析的基本原理入手,系统梳理了有机质光谱分析中容易被忽视的基本概念,讨论了过滤与保存方式、p H值、荧光内滤效应等对有机质光谱分析的影响。结合色氨酸、酪氨酸、腐殖酸及大量现场样品的实验结果,对吸收光谱和三维荧光光谱的不同解析方法进行了系统的分析与对比。基于在南海、西菲律宾海获取的现场调查数据,对于文献中常用的荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)、自生源指数(BIX)等光谱参数的内在含义及其在海洋环境中的适用性进行了评述。此外,还归纳和总结了胶体有机质和颗粒有机质荧光分析的最新进展,并对今后在光谱分析与观测领域有待完善和突破的一些关键领域进行了展望。 相似文献
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Absorption and fluorescence of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) and dissolved organic carbon (DOC) measurements were performed during three oceanographic surveys in 1994 in the southern Baltic Sea (Polish area of the Baltic Proper). DOC was measured both by high-temperature catalytic oxidation (HTCO) and low-temperature oxidation (LTO) conventional persulphate methods. CDOM fluorescence was shown to be highly correlated with absorption, with the same regression parameters, despite the seasonal change in different hydrographic conditions and the fluorescence quantum yield variations (1.23 ± 0.07 in April and 0.97 ± 0.12 in September). The results show a good correlation between the optical parameters and DOC although ˜ 70% of the DOC does not display significant absorption in the UV-visible range (350–750 nm). The non-absorbing DOC measured with HTCO method appears unaffected by seasonal changes. Consequently, total DOC can be predicted by optical methods using remote sensing techniques. The non-absorbing DOC measured by LTO method varies from 62% (April) to 76% (September), which implies that there is requirement for estimates on a seasonal basis. 相似文献
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青海湖沉积物有机碳及其同位素的气候环境信息 总被引：21，自引：3，他引：21
通过对青海湖沉积物有机碳及其同位素的分析，结合碳酸盐含量的变化特征，探讨了青海湖沉积物有机碳及其同位素组成的环境意义，并且据此分析了青海湖地区近700a来的气候环境演变。青海湖沉积物的有机碳含量及其同位素较好地记录了温度的变化，在有机碳含量高，有机碳同位素低时，气温较高，反之则相反，小冰期的3次冷期以及20世纪以来的升温在该岩心中得以清晰地反映。 相似文献
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全球范围内有植被定植的海岸带栖息地(红树林、盐沼和海草床)是巨大的沉积物有机碳碳库,同时也是自然生态系统中最密集的碳汇之一,在全球碳循环中发挥着重要作用。针对江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳的研究,区域上的稀疏性和偏向性限制了其作为区域碳汇能力的可靠估计。本研究采用47个100 cm深沉积柱样的现场调查数据,探讨了江苏盐城海岸盐沼湿地沉积物有机碳含量、密度和储量特征。结果表明,0～100 cm深度沉积物有机碳平均含量和平均密度分别为1.68%和23.07 kg/m3,不同盐沼群落沉积物有机碳含量和密度存在一定的差异,其中有机碳平均含量大小排序依次为互花米草>芦苇>盐地碱蓬,有机碳密度排序为芦苇>互花米草>盐地碱蓬。总体而言,3种盐沼群落沉积物有机碳含量的垂向变化趋势与有机碳密度变化趋势具有一致性,芦苇和互花米草表聚性明显。沉积物有机碳含量与其理化性质有关,互花米草群落沉积物有机碳含量具有明显的粒度控制效应,而其他群落不显著。3种盐沼湿地类型0～100 cm深度沉积物总碳储量约为6195.27×103Mg C。研究成果揭... 相似文献
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颗粒有机碳（POC）在海洋生态系统乃至全球碳循环中发挥着重要作用，其准确获取至关重要。目前，元素分析仪测定POC是最准确和常用的分析方法，但取样忽略了水体溶解有机碳（DOC）可能带来的影响。针对空白样品如何获取才能有效去除DOC影响的问题，本文设计比较了5种取样方法对POC测定结果的影响，以及滤膜对数据的影响。结果显示，1）5种样品取样方法所得的结果差异显著，不进行空白校正会对结果产生较大误差；2）文献和本文设计的空白样取样方法均出现了空白值大于样品值的异常情况；3）样品继续抽人工海水100 mL即可有效洗去滤膜上吸附的DOC；4）未过滤的滤膜450℃灼烧5 h后可以有效去除滤膜上吸附的碳，但是存放时间越久滤膜从空气中吸附碳的概率越大。本研究确定的人工海水法可以有效去除DOC对测定结果的影响，样品测定结果重复性、精密度高，可准确用于海水POC样品的测定。 相似文献
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对虾养殖生态系中有机碳的初步研究本研究由 总被引：1，自引：0，他引：1
对于围隔养殖对虾生态系中有机碳的变动进行了研究 ,结果表明 :溶解有机碳 (DOC)含量波动在 5 .2 99～ 13.39mg/ L之间 ,平均为 8.5 3mg/ L± 2 .2 5 mg/ L;颗粒有机碳 (POC)含量波动在0 .6 5～ 6 .6 3mg/ L之间 ,平均为 3.2 5 mg/ L± 1.76 mg/ L;总有机碳 (TOC)含量波动在 6 .92～ 2 0 .0 2mg/ L之间 ,平均为 11.78mg/ L± 3.82 mg/ L ;其中 DOC∶ POC∶ TOC为 0 .72∶ 0 .2 8∶ 1。各种有机碳组分的含量明显高于自然海水中各种有机碳的含量 ;各种有机碳组分的含量在养殖期间总体上呈上升的趋势 ;其变化与 DCOD的变化呈显著线性正相关的关系。 相似文献
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Sarah A. Bennett Peter J. StathamDarryl R.H. Green Nadine Le BrisJill M. McDermott Florencia PradoOlivier J. Rouxel Karen Von Damm Christopher R. German 《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2011,58(9):922-931
Chemoautotrophic production in seafloor hydrothermal systems has the potential to provide an important source of organic carbon that is exported to the surrounding deep-ocean. While hydrothermal plumes may export carbon, entrained from chimney walls and biologically rich diffuse flow areas, away from sites of venting they also have the potential to provide an environment for in-situ carbon fixation. In this study, we have followed the fate of dissolved and particulate organic carbon (DOC and POC) as it is dispersed through and settles beneath a hydrothermal plume system at 9°50′N on the East Pacific Rise. Concentrations of both DOC and POC are elevated in buoyant plume samples that were collected directly above sites of active venting using both DSV Alvin and a CTD-rosette. Similar levels of POC enrichment are also observed in the dispersing non-buoyant plume, ∼500 m downstream from the vent-site. Further, sediment-trap samples collected beneath the same dispersing plume system, show evidence for a close coupling between organic carbon and Fe oxyhydroxide fluxes. We propose, therefore, a process that concentrates POC into hydrothermal plumes as they disperse through the deep-ocean. This is most probably the result of some combination of preferential adsorption of organic carbon onto Fe-oxyhydroxides and/or microbial activity that preferentially concentrates organic carbon in association with Fe-oxyhydroxides (e.g. through the microbial oxidation of Fe(II) and Fe sulfides). This potential for biological production and consumption within hydrothermal plumes highlights the importance of a multidisciplinary approach to understanding the role of the carbon cycle in deep-sea hydrothermal systems as well as the role that hydrothermal systems may play in regulating global deep-ocean carbon budgets. 相似文献
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本文根据有机地球化学资料,首次研究和探讨了珠江三角洲晚第四纪沉积物中有机质丰度和可溶有机质的组成特征。现代沉积物有机质丰度,有机碳为0.58％,氯仿沥青“A”为210ppm,烃含量为33.8ppm;钻孔中有机碳为0.77％,氯仿沥青“A”为253ppm,烃含量为16.4ppm。从有机质组成、红外吸收光谱特征、δ~(13)C、干酪根H/C原子比,均表现为陆生植物为主,水生生物为铺,为腐殖型或腐泥—腐殖型的母质类型。 相似文献