沉積物中反映海洋生態(tài)系統(tǒng)中硅和碳生源要素的地球化學(xué)指標(biāo)研究.pdf

1、柱狀沉積物中的生物硅可以反映不同時(shí)期海洋浮游硅藻的生長(zhǎng)狀況。隨著浮游植物的死亡，生物硅被埋藏的同時(shí)伴隨著總有機(jī)碳(TOC)在沉積物中的沉降，二者均能指示不同時(shí)期水體的初級(jí)生產(chǎn)力的變化。但在沿岸海域，受陸源自然輸入以及人類(lèi)活動(dòng)影響的不同，TOC的來(lái)源復(fù)雜。因此，本文選取3個(gè)不同類(lèi)型的海灣（深圳灣、湛江灣、流沙灣）作為研究區(qū)域，通過(guò)對(duì)柱狀沉積物中生物硅、TOC近幾十年或上百年的變化，來(lái)探討不同時(shí)期浮游硅藻和初級(jí)生產(chǎn)力的變化情況及對(duì)氣候的響應(yīng)

2、，通過(guò)脂肪烴來(lái)反映不同海洋環(huán)境下有機(jī)碳的輸入來(lái)源，并對(duì)不同經(jīng)濟(jì)壓力下人類(lèi)活動(dòng)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)碳輸入的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究。為合理利用海灣資源、保護(hù)海灣生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。本文取得的主要結(jié)論有:
　　一、深圳灣柱狀沉積物290-90 cm階段TOC以海洋浮游植物輸入為主，而在90 cm以?xún)?nèi)陸源有機(jī)碳和細(xì)菌等微生物的貢獻(xiàn)更大。湛江灣柱狀沉積TOC以浮游藻類(lèi)、細(xì)菌作用以及陸源高等植物共同輸入為主。外源有機(jī)碳的輸入

3、對(duì)流沙灣柱狀沉積物TOC的貢獻(xiàn)很低。
　　二、在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，受陸源有機(jī)碳輸入的影響不同，生物硅指示水體初級(jí)生產(chǎn)力的成因不同。
　　深圳灣柱狀沉積物在290-170 cm（19世紀(jì)90年代-20世紀(jì)40年代初）沉積階段水體初級(jí)生產(chǎn)力持續(xù)下降，在170-110 cm（20世紀(jì)40年代初-60年代中期）快速增加后保持在較高的水平，而在110-65 cm（20世紀(jì)60年代中期-80年代中期）下降至較低濃度。深圳灣沉積物在290-

4、65 cm埋藏時(shí)期，陸源人為輸入的碳較少，水體初級(jí)生產(chǎn)力的變化由當(dāng)時(shí)的氣候引起;而在65-0 cm階段受陸源輸入影響，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用更為明顯。湛江灣在65-50 cm的沉積時(shí)期，海洋初級(jí)生產(chǎn)力快速升高并保持在較高水平，在50-0 cm的沉積時(shí)間內(nèi)，初級(jí)生產(chǎn)力在緩慢下降，湛江灣生產(chǎn)力的變化由營(yíng)養(yǎng)鹽變化驅(qū)動(dòng)。流沙灣沉積物生物硅在全柱樣中無(wú)明顯變化趨勢(shì)，水體初級(jí)生產(chǎn)力較為穩(wěn)定。
　　三、在3個(gè)海灣沉積物中，以深圳灣脂肪烴的濃度最高，湛江

5、灣次之，流沙灣最低，說(shuō)明深圳灣的陸源自然輸入的有機(jī)碳最多，流沙灣的最少。
　　深圳灣柱狀沉積物中長(zhǎng)鏈脂肪烴具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，指示陸源草本植物以及紅樹(shù)林的貢獻(xiàn)為主。湛江灣和流沙灣均呈現(xiàn)以C31為主峰的長(zhǎng)鏈脂肪烴峰群和C16為次主峰的短鏈脂肪烴峰群，脂肪烴在此二灣中皆以陸源高等植物蠟質(zhì)碎屑輸入以及藻類(lèi)、細(xì)菌等作用的貢獻(xiàn)最大。
　　四、陸源有機(jī)碳的大量輸入對(duì)TOC指示海洋初級(jí)生產(chǎn)力有較大的影響:深圳灣沉積物在290-90 cm階段陸

6、源有機(jī)碳輸入相對(duì)較少，TOC與生物硅為顯著正相關(guān)，但在90-0 cm階段無(wú)顯著關(guān)系;湛江灣TOC與生物硅呈顯著正相關(guān)，而流沙灣TOC與生物硅為低度線(xiàn)性關(guān)系。因此，同時(shí)利用生物硅和TOC兩項(xiàng)指標(biāo)能更準(zhǔn)確地指示水體的初級(jí)生產(chǎn)力。
　　五、人為活動(dòng)對(duì)海灣生態(tài)系統(tǒng)中碳輸入的貢獻(xiàn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度相一致。近二十年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，人為輸入的碳源對(duì)深圳灣生態(tài)系統(tǒng)碳的貢獻(xiàn)明顯高于湛江灣、流沙灣;雖然湛江灣和流沙灣同屬湛江市范圍，但流沙灣周邊